Il test della fiamma è un metodo di chimica analitica utilizzato per aiutare a identificare gli ioni metallici. Mentre è utile analisi qualitativa test — e molto divertente da eseguire — non può essere usato per identificare tutto metalli perché non tutti gli ioni metallici producono colori di fiamma. Inoltre, alcuni ioni metallici mostrano colori simili tra loro, rendendo difficile distinguerli. Tuttavia, il test è ancora utile per identificare numerosi metalli e metalloidi.
Colori per test di calore, elettroni e fiamma
Il test della fiamma riguarda l'energia termica, elettronie l'energia di fotoni.
Per condurre un test di fiamma:
- Pulisci a platino o filo di nicromo con acido.
- Inumidire il filo con acqua.
- Immergi il filo nel solido che stai testando, facendo causa al campione che si attacca al filo.
- Posizionare il filo nella fiamma e osservare eventuali cambiamenti nel colore della fiamma.
I colori osservati durante il test della fiamma risultano dall'eccitazione degli elettroni causata dall'aumento della temperatura. Gli elettroni "saltano" dal loro stato fondamentale a un livello di energia più elevato. Quando ritornano al loro stato fondamentale, emettono luce visibile. Il colore della luce è collegato alla posizione degli elettroni e l'affinità che hanno gli elettroni del guscio esterno con il nucleo atomico.
Il colore emesso da atomi più grandi ha un'energia inferiore rispetto alla luce emessa da atomi più piccoli. Quindi, ad esempio, lo stronzio (numero atomico 38) produce un colore rossastro, mentre il sodio (numero atomico 11) produce un colore giallastro. Lo ione sodio ha una maggiore affinità per l'elettrone, quindi è necessaria più energia per spostare l'elettrone. Quando l'elettrone si muove, raggiunge uno stato di eccitazione più elevato. Quando l'elettrone ritorna al suo stato fondamentale, ha più energia da disperdere, il che significa che il colore ha una frequenza più alta / lunghezza d'onda più corta.
Il test della fiamma può essere utilizzato anche per distinguere tra gli stati di ossidazione degli atomi di un singolo elemento. Ad esempio, il rame (I) emette luce blu durante il test della fiamma, mentre il rame (II) emette luce verde.
Un sale metallico è costituito da un catione componente (il metallo) e un anione. L'anione può influenzare il risultato del test della fiamma. Ad esempio, un composto di rame (II) con un alogenuro non produce una fiamma verde, mentre un alogenuro di rame (II) produce una fiamma blu-verde.
Tabella dei colori di prova della fiamma
Tabelle di colori di prova della fiamma prova a descrivere la tonalità di ogni fiamma nel modo più accurato possibile, così vedrai i nomi dei colori competere con quelli della grande scatola di pastelli Crayola. Molti metalli producono fiamme verdi e ci sono anche varie sfumature di rosso e blu. Il modo migliore per identificare uno ione metallico è confrontarlo con una serie di standard (composizione nota) per sapere quale colore aspettarsi quando si utilizza il carburante nel proprio laboratorio.
Poiché ci sono così tante variabili coinvolte, il test della fiamma non è definitivo. È semplicemente uno strumento disponibile per aiutare a identificare gli elementi in un composto. Quando si esegue un test della fiamma, prestare attenzione a qualsiasi contaminazione del carburante o del circuito con sodio, che è di colore giallo brillante e maschera altri colori. Molti carburanti hanno contaminazione del sodio. Potresti voler osservare il colore del test di fiamma attraverso un filtro blu per rimuovere qualsiasi colore giallo.
| Colore fiamma | Ione di metallo |
| Blu bianco | Stagno, piombo |
| bianca | Magnesio, titanio, nichel, afnio, cromo, cobalto, berillio, alluminio |
| Crimson (rosso intenso) | Stronzio, ittrio, radio, cadmio |
| Rosso | Rubidio, zirconio, mercurio |
| Rosa-rosso o magenta | Litio |
| Lilla o viola pallido | Potassio |
| Azzurro azzurro | Selenio, indio, bismuto |
| Blu | Arsenico, cesio, rame (I), indio, piombo, tantalio, cerio, zolfo |
| Blu verde | Ioduri di rame (II), zinco |
| Blu-verde pallido | Fosforo |
| verde | Rame (II) non alogenuro, tallio |
| Verde acceso | Boro |
| Verde mela o verde pallido | Bario |
| Verde pallido | Tellurio, antimonio |
| Giallo verde | Molibdeno, manganese (II) |
| Giallo acceso | Sodio |
| Oro o giallo brunastro | Ferro (II) |
| arancia | Scandio, ferro (III) |
| Da arancione a rosso-arancio | Calcio |
Il metalli nobili oro, argento, platino, palladio e alcuni altri elementi non producono un caratteristico colore di prova della fiamma. Ci sono diverse possibili spiegazioni per questo, una delle quali è che l'energia termica non è sufficiente per eccitare gli elettroni di questi elementi abbastanza da rilasciare energia nell'intervallo visibile.
Alternativa al test di fiamma
Uno svantaggio del test della fiamma è che il colore della luce che si osserva dipende molto dalla composizione chimica della fiamma (il combustibile che viene bruciato). Questo rende difficile abbinare i colori con un grafico con un alto livello di sicurezza.
Un'alternativa al test di fiamma è il test tallone o test blister, in cui una goccia di sale viene rivestita con il campione e quindi riscaldata in una fiamma del bruciatore Bunsen. Questo test è leggermente più accurato perché più campione si attacca al tallone rispetto a un semplice passante e perché la maggior parte dei bruciatori Bunsen sono collegati al gas naturale, che tende a bruciare con un blu pulito fiamma. Esistono persino filtri che possono essere utilizzati per sottrarre la fiamma blu per visualizzare il risultato del test di fiamma o blister.