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焰色反应

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卤化的焰色试验

焰色反应(英语:flame reaction),也称焰色试验(英语:flame test),是化学上用来测试某种离子是否在化合物中存在的方法,该反应为物理变化。

其原理是每种元素离子都有其个别的光谱,当受热时原子的电子会跃迁至较高的不稳定能级,并以释放一定频率的光子的方式回到基态,从而发生焰色反应。样本通常是粉或小块的形式。以一条清洁且对化学惰性的金属线(例如合金)盛载样本,再放到本生灯的无光焰(蓝色火焰)中。

由于钠的金黄色火焰容易盖过其他金属的焰色,所以常用钴蓝玻璃英语Cobalt glass观察其他金属的焰色。

历史

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中国南北朝时期,著名的炼丹家和医药大师陶弘景在他的《本草经集注》中记载“以火烧之,紫青烟起,云是真硝石(硝酸钾)也”。说明人们很早就知道用焰色反应鉴别硝酸钾[1]

常见的离子及其对应的焰色

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元素符号 离子 元素名称 焰色 图片
As As3− 蓝色
B B3+ 青绿
Ba Ba2+ 黄绿
Ca Ca2+ 砖红
Cs Cs+ 浅紫
Cu(I) Cu+ 浅蓝

难燃烧(氧化物成黑色)

Cu(II) Cu2+ (II) (无卤素) 祖母绿 Flame test on copper sulfate
Cu(II) Cu2+ (II) (形成卤素化合物) 蓝绿[2]
In In3+
K K+ 紫罗兰色,透过蓝色钴玻璃观察 [3]
Li Li+ 洋红
Mn(II) Mn2+ 橙色
Mo Mo+ 黄绿[来源请求]
Na Na+ 金黄
P P3− 青绿
Pb Pb2+ 蓝白
Rb Rb+ 浅紫
Sb Sb3− 浅绿
Se Se2− 天蓝
Sr Sr2+ 深红
Te Te2− 浅绿
Tl Tl3+ 绿
Zn Zn2+ 蓝绿(或无色)

焰色试验的步骤

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钾的焰色试验

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  1. 先准备一支线,钴蓝玻璃及盐或其溶液。
  2. 把线圈浸在浓盐酸中以清除先前余下的物质,再把线放在无光焰(蓝色火焰)中直至没有颜色的变化。
  3. 蒸馏水去离子水或纯水冲洗线圈。
  4. 用线圈接触盐或溶液,通过无光焰(蓝色火焰)中加热。
  5. 当钠离子存在于所测试的溶液中,用钴蓝玻璃过滤钠离子的焰色。
  6. 最后将观察焰色。钾的焰色为明亮的紫红色火焰。

铜的焰色试验

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  1. 先准备一支线圈及硫酸铜或其溶液。
  2. 把线圈浸在浓盐酸(或其它强酸)中以清除先前余下的物质,再把线圈通过无光焰(蓝色火焰)中直至没有颜色的变化。
  3. 蒸馏水去离子水或纯水冲洗线圈。
  4. 用线圈蘸上硫酸铜或其溶液,通过无光焰(蓝色火焰)中加热。
  5. 本测试不必使用钴蓝玻璃过滤离子焰色。
  6. 最后将观察焰色,铜的焰色为蓝绿色。

参考文献

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  1. ^ 岳晓明. 焰色反应小史及其局限性. 中国化学课程网. 2007-07-16 [2016-09-06]. (原始内容存档于2008-10-25). 
  2. ^ 焰色反应颜色总览. [2020-07-17]. (原始内容存档于2021-02-03). 
  3. ^ Stefan V. Media Owl. 为何焰色反应需要使用蓝色钴玻璃. Socratic. [2020-07-17]. (原始内容存档于2020-11-27).