Plamenski preskus: definicija, postopek in barve plamenov kovin

Plamenski preskus je preskus kemikalij. Običajno se uporablja za ugotavljanje, ali so v kemični spojini določene kovine. Kemična spojina se segreva v plamenu in nastane obarvan plamen. Obarvani plamen lahko obrnemo v njegov spekter in ga analiziramo. Številne kovine ustvarjajo barve plamena. Barve nastanejo zaradi preskokov elektronov na višje orbite v atomu, ko se ta segreva. Kmalu padejo navzdol in kot energijo oddajajo svetlobo.

Dopolnitev: Plamenski preskus je preprost in hiter način za kvalitativno identifikacijo nekaterih kovin v vzorcu. Rezultati temeljijo na spektralnih linijah, torej na značilnih valovnih dolžinah svetlobe, ki jih posamezni elementi oddajajo. Za natančnejšo identifikacijo se pogosto uporablja spektroskopija plamena ali emisijska spektrometrija.

Postopek plamenskega preskusa

Tipičen postopek vključuje naslednje korake:

Očistimo kovinsko zanko iz nikromove ali platinaste žice (ali uporabljamo pasek/leseno palčko), tako da jo potopimo v HCl in nato v plamen, dokler ne preneha oddajati barve (to odstrani kontaminacijo).
Vzorec vzamemo na konico zanke ali ga vnesemo v plamen v minimalni količini (soli ali raztopina).
Vzorec segrevamo v nenevnem, nerdečem (nevidno modrem) delu plamena, da opazimo barvo plamena.
Po potrebi uporabimo ročni spektroskop ali difrakcijsko rešetko za razčlenitev svetlobe in natančnejše določanje spektralnih črt.

Opomba: Najpogostejša napaka pri plamenskem preskusu je prisotnost natrija kot kontaminanta — njegova močna rumena barva lahko zakrije druge barve. Zato je čiščenje zanke ključno.

Plamenski preskus za kalij

Plamenski preskus za kalcij

Plamenski preskus cinkovega oksida na kuhinjskem štedilniku

Plamenski preskus za natrij. Rumena barva je zelo svetla in običajna.

Plamenski preskus bakra

Plamenski preskus za litij

Tipične barve plamenov in pripadajoči elementi

Spodaj je seznam nekaterih pogosto opaženih barv v plamenskih preskusih. Barve so približne — natančna barva je odvisna od kemijske oblike, koncentracije in prisotnosti motilcev:

Natrij (Na): močno rumena (≈589 nm). Zelo dominantna, pogosto prikrije druge barve.
Kalij (K): vijolično-vijolična ali lila (sivo-rdeča ob vzporednih črtah).
Litij (Li): karminasto rdeča ali rožnata.
Stroncij (Sr): intenzivna rdeča (uporabna pri ognjemetih).
Barij (Ba): zeleno-rumena do olivno zelena.
Kalcij (Ca): v kamenčku rdečkasto-oranžna do opečnato rdeče.
Baker (Cu): modro-zelena ali modra (odvisno od oksidacijskega stanja).
Zn (cink): pogosto zelenkasto modra ali modra pri nekaterih spojinah.
Mg, Al: običajno ne dajejo očitne barve plamena v običajnih pogojih (belega), ker njihove emisije ležijo v ultravijoličnem območju ali so šibke.

Interpretacija in omejitve

Plamenski preskus je hitra metoda za preliminarno identifikacijo, vendar ima omejitve:

Ni kvantitativen — ne pove točne količine elementa.
Možne so motnje zaradi kontaminacije (zlasti natrija) ali zaradi kombiniranih barv več elementov v eni mešanici.
Nekateri elementi oddajajo svetlobo v ultravijoličnem območju ali imajo šibke linije, zato jih brez spektroskopa težko opazimo.
Barva je lahko odvisna od kemijske oblike (npr. halidi pogosto dajejo bolj izrazite barve) in temperature plamena.

Varnost

Delajte v dobro prezračenem prostoru ali pod lokalnim odsesavanjem — nekateri kovinski ioni in njihove pare so strupeni.
Uporabljajte zaščitna očala in primerna zaščitna oblačila.
Ne uporabljajte plamenskega preskusa z vnetljivimi organskih topili ali v prisotnosti snovi, ki proizvajajo toksične pline.
Pri uporabi kislin (npr. HCl za čiščenje zanke) upoštevajte standardne kemične varnostne ukrepe.

Zaključek: Plamenski preskus je enostaven in uporaben orodje za hitro prepoznavanje nekaterih kovin, a za zanesljive in kvantitativne rezultate se uporabljajo sodobnejše tehnike, kot so emisijska spektrometrija ali atomska absorpcijska spektrometrija.

Sorodne strani

Vprašanja in odgovori

V: Kaj je plamenski test?

O: Plamenski preskus je preskus kemikalij, ki se uporablja za ugotavljanje prisotnosti nekaterih kovin v kemični spojini.

V: Kako deluje?

O: Kemična spojina se segreva v plamenu in ustvari obarvan plamen, ki ga je mogoče analizirati s spektrom. Pri segrevanju atoma elektroni preskočijo na višje orbite v atomu, pri čemer se kot energija oddaja svetloba.

V: Kakšne barve proizvajajo različne kovine?

O: Različne kovine proizvajajo različno obarvane plamene, kot so rumena za kalij, oranžno-rdeča za kalcij, modro-zelena za cinkov oksid na kuhinjskem štedilniku, rumena za natrij (ki je zelo svetla in pogosta), zelenomodra za baker in rdeče-oranžna za litij.

V: Ali je ta vrsta testiranja nevarna?

O: Da, pri tej vrsti testiranja je treba biti previden zaradi visokih temperatur pri segrevanju kemičnih spojin. Pri izvajanju kakršnih koli poskusov, ki vključujejo toploto ali ogenj, je treba vedno upoštevati ustrezne varnostne ukrepe.

V: Kje je mogoče opraviti to vrsto testiranja?

O: Plamenske preskuse je običajno mogoče izvajati v laboratorijih ali drugih nadzorovanih okoljih, kjer je mogoče sprejeti ustrezne varnostne ukrepe. Nekatere vrste plamenskih preskusov je mogoče opraviti tudi na kuhinjskih štedilnikih, odvisno od tega, katero kovino poskušate določiti.

V: Kakšno opremo potrebujete za izvedbo plamenskega preskusa?

O: Potrebujete vir odprtega plamena, kot je Bunsenov gorilnik ali sveča, ter ustrezno laboratorijsko opremo, kot so klešče in zaščitna očala/oblačila. Potrebovali boste tudi nekaj, kar vam bo omogočilo analizo spektra, ustvarjenega iz barvnih plamenov, ki nastanejo med testom (npr. spektrometer).

V: Ali obstajajo kakšne druge možnosti za uporabo plamenskega testa?

O: Da, obstajajo alternative, kot je atomska absorpcijska spektroskopija, ki namesto toplote uporablja svetlobo in ne potrebuje odprtega vira plamena, kot so Bunsenovi gorilniki ali sveče.