基本解释

化学名词解释：

　　焰色反应是化学上用来测试某种金属是否存在在化合物的方法。其原理是每种元素都有其个别的光谱。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(例如铂或镍铬合金)盛载样本，再放到无光焰(蓝色火焰)中。由于钠很常见，其金黄色焰容易盖过其他金属的焰色，所以有时会经钴蓝玻璃观察其他金属的焰色。

　　焰色反应是化学上用来测试某种金属是否存在在化合物的方法。其原理是每种元素都有其个别的光谱。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(例如铂或镍铬合金)盛载样本，再放到无光焰(蓝色火焰)中。由于钠很常见，其金黄色焰容易盖过其他金属的焰色，所以有时会经钴蓝玻璃观察其他金属的焰色。

　　焰色反应 - 基本介绍

　　焰色反应是某些金属或它们的挥发性化合物在无色火焰中灼烧时使火焰呈现特征的颜色的反应.有些金属或它们的化合物在灼烧时能使火焰呈特殊颜色。这是因为这些金属元素的原子在接受火焰提供的能量时，其外层电子将会被激发到能量较高的激发态。处于

　　钾的焰色反应

　　激发态的外层电子不稳定，又要跃迁到能量较低的基态。不同元素原子的外层电子具有着不同能量的基态和激发态。在这个过程中就会产生不同的波长的电磁波，如果这种电磁波的波长是在可见光波长范围内，就会在火焰中观察到这种元素的特征颜色。利用元素的这一性质就可以检验一些金属或金属化合物的存在。这就是物质检验中的焰色反应。

　　进行焰色反应应使用铂丝。把嵌在玻璃棒上的铂丝在稀盐酸里蘸洗后，放在酒精灯的火焰(最好是煤气灯，因为它的火焰颜色浅、温度高)里灼烧，直到跟原来的火焰的颜色一样时，再用铂丝蘸被检验溶液，然后放在火焰上，这时就可以看到被检验溶液里所含元素的特征焰色。例如，蘸取碳酸钠溶液灼烧时，看到的火焰呈黄色。蘸取碳酸钾溶液，放到灯焰上灼烧，隔着蓝色钴玻璃观察，火焰呈浅紫色。实验完毕，要用稀盐酸洗净铂丝，在火焰上灼烧到没有什么颜色后，才能再去蘸另一种溶液进行焰色反应。

　　焰色反应 - 实验原理

　　焰色反应

　　当碱金属及其盐在火焰上灼烧时，原子中的电子吸收了能量，从能量较低的轨道跃迁到能量较高的轨道，但处于能量较高轨道上的电子是不稳定的，很快跃迁回能量较低的轨道，这时就将多余的能量以光的形式放出。而放出的光的波长在可见光范围内(波长为400nm～760nm)，因而能使火焰呈现颜色。但由于碱金属的原子结构不同，电子跃迁时能量的变化就不相同，就发出不同波长的光，,从焰色反应的实验里所看到的特殊焰色,就是光谱谱线的颜色.每种元素的光谱都有一些特征谱线,发出特征的颜色而使火焰着色,根据焰色可以判断某种元素的存在.如焰色洋红色含有锶元素,焰色玉绿色含有铜元素,焰色黄色含有钠元素等.

　　焰色反应 - 实验分析

　　一.钠离子：

　　焰色反应

　　钠的焰色反应本应不难做，但实际做起来最麻烦。因为钠的焰色为黄色，而酒精灯的火焰因灯头灯芯不干净、酒精不纯而使火焰大多呈黄色。即使是近乎无色(浅淡蓝色)的火焰，一根新的铁丝(或镍丝、铂丝)放在外焰上灼烧，开始时火焰也是黄色的，很难说明焰色是钠离子的还是原来酒精灯的焰色。要明显看到钠的黄色火焰，可用如下方法。

　　⑴方法一(镊子-棉花-酒精法)：用镊子取一小团棉花(脱脂棉，下同)吸少许酒精(95%乙醇，下同)，把棉花上的酒精挤干，用该棉花沾一些氯化钠或无水碳酸钠粉末(研细)，点燃。

　　⑵方法二(铁丝法)：①取一条细铁丝，一端用砂纸擦净，再在酒精灯外焰上灼烧至无黄色火焰，②用该端铁丝沾一下水，再沾一些氯化钠或无水碳酸钠粉末，③点燃一盏新的酒精灯(灯头灯芯干净、酒精纯)，④把沾有钠盐粉末的铁丝放在外焰尖上灼烧，这时外焰尖上有一个小的黄色火焰，那就是钠焰。以上做法教师演示实验较易做到，但学生实验因大多数酒精灯都不干净而很难看到焰尖，可改为以下做法：沾有钠盐的铁丝放在外焰中任一有蓝色火焰的部位灼烧，黄色火焰覆盖蓝色火焰，就可认为黄色火焰就是钠焰。

　　二.钾离子：

　　焰色反应

　　⑴方法一(烧杯-酒精法)：

　　取一小药匙无水碳酸钾粉末(充分研细)放在一倒置的小烧杯上，滴加5～6滴酒精，点燃，可看到明显的浅紫色火焰，如果隔一钴玻璃片观察，则更明显看到紫色火焰。

　　⑵方法二(蒸发皿-酒精法)：

　　取一药匙无水碳酸钾粉末放在一个小发皿内，加入1毫升酒精，点燃，燃烧时用玻棒不断搅动，可看到紫色火焰，透过钴玻璃片观察效果更好，到酒精快烧完时现象更明显。

　　⑶方法三(铁丝-棉花-水法)：

　　取少许碳酸钾粉末放在一小蒸发皿内，加一两滴水调成糊状;再取一条小铁丝，一端擦净，弯一个小圈，圈内夹一小团棉花，棉花沾一点水，又把水挤干，把棉花沾满上述糊状碳酸钾，放在酒精灯外焰上灼烧，透过钴玻璃片可看到明显的紫色火焰。

　　⑷方法四(铁丝法)：

　　焰色反应

　　同钠的方法二中的学生实验方法。该法效果不如方法一、二、三，但接近课本的做法。观察钾的焰色时，室内光线不要太强，否则浅紫色的钾焰不明显。

　　三.锂离子：

　　⑴方法一(镊子-棉花-酒精法)：

　　用镊子取一团棉花，吸饱酒精，又把酒精挤干，把棉花沾满Li2CO3粉末，点燃。

　　⑵方法二(铁丝法)：跟钠的方法二相同。

　　四.钙离子：

　　⑴方法一(镊子-棉花-酒精法)：

　　同钠的方法一。

　　⑵方法二(烧杯-酒精法)：

　　取一药匙研细的无水氯化钙粉末(要吸少量水，如果的确一点水也没有，则让其在空气吸一会儿潮)放在倒置的小烧杯上，滴加7～8滴酒精，点燃。⑶方法三(药匙法)：用不锈钢药匙盛少许无水氯化钙(同上)放在酒精灯外焰上灼烧。

　　五.锶离子：

　　方法一、二：同碳酸锂的方法一、二。

　　六.钡离子：

　　焰色反应

　　⑴方法一(铁丝-棉花-水法)：

　　取少量研细的氯化钡粉末放在一小蒸发皿内，加入一两滴水调成糊状，取一小铁丝，一端用砂纸擦净，弯一个小圈，圈内夹一小团棉花，棉花吸饱水后又挤干，把这棉花沾满上述糊状氯化钡，放在酒精灯火焰下部的外焰上灼烧，可看到明显的黄绿色钡焰。

　　⑵方法二(棉花-水-烧杯法)：

　　跟方法一类似，把一小团棉花沾水后挤干，沾满糊状氯化钡，放在一倒置的烧杯上，滴加七八滴酒精，点燃。可与棉花+酒精燃烧比较。

　　七.铜离子：

　　⑴方法一(铁丝-棉花-水法)：同钡离子的方法一相同。

　　⑵方法二(镊子-棉花-酒精法)：同钠离子方法。

　　⑶方法三(烧杯-酒精法)：同钾离子的方法一。

　　⑷方法四(药匙法)：同钙离子的方法三。

　　焰色反应现象要明显，火焰焰色要象彗星尾巴才看得清楚，有的盐的焰色反应之所以盐要加少量水溶解，是为了灼烧时离子随着水分的蒸发而挥发成彗星尾巴状，现象明显;而有的离子灼烧时较易挥发成彗星尾巴状，就不用加水溶解了。

　　焰色反应 - 试验步骤

　　(1)实验用品：铂丝(或铁丝)、酒精灯(或煤气灯)、浓盐酸、蓝色钴玻璃(检验钾时用)。

　　(3)操作过程：①将铂丝蘸浓盐酸在无色火焰上灼烧至无色;②蘸取试样(固体也可以直接蘸取)在无色火焰上灼烧,观察火焰颜色(若检验钾要透过钴玻璃观察，因为大多数情况下酒精灯的火焰是黄色的，黄色与少量的紫色无法分别出来).③将铂丝再蘸浓盐酸灼烧至无色，就可以继续做新的实验了。

　　钠的焰色测试

　　钠的焰色

　　1、先准备一支铂或镍铬线圈，钴蓝玻璃及盐或其溶液。

　　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、用蒸馏水或去离子水或纯水冲洗线圈。

　　4、用线圈蘸上盐或溶液，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。钠的焰色为明亮的金黄色火焰。

　　铜的焰色测试

　　铜的焰色

　　1、先准备一支铂或镍铬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、用蒸馏水或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、本测试不用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。

　　焰色反应 - 焰色干扰

　　一、改进装置和用具

　　挡风夹可以防止焰色干扰

　　对于常用型号的酒精灯，取一块14×7.5cm2大小的薄铁片，按2.5cm折两次，变成长和宽各为2.5cm，高为14cm的挡风夹。将其下端稍弯曲，用时夹在酒精灯上，如右图。

　　再取几根无锈铁丝分别固定在玻璃棒上，贴上标记。每根铁丝专用于蘸取一种样品。以此代替铂丝(由于条件限制，许多学校没有那么多的铂丝，分组实验时更是如此)。

　　二、简化操作程序

　　课堂演示实验时，将酒精灯上挡风夹空缺的一面朝向学生。用专用铁丝蘸取相应样品。可以不“先灼烧……每次用完后都要用稀盐酸洗净……”而直接置于外焰部位灼烧。演示钾的焰色反应时，可先用铁丝蘸取少量合成胶水，再“粘上”少量氯酸钾固体直接灼烧，把钴玻片置于挡风夹空缺部位进行观察，待铁丝稍冷后可重复进行实验。对于其它易受外界条件干扰，焰色展示不明显的也可采用此法。实验结束后，取下挡风夹，熄灭酒精灯。

　　三、改进后的优点

　　通过增设挡风夹既能避免实验时酒精灯火焰受风干扰，能有效地提升火焰的长度，又不会挡住学生视线，还可以形成背景底色，有利于对比观察;改用专用铁丝蘸取样品解决了缺少铂丝之苦，还能简化操作。而用合成胶水“粘”取固体样品灼烧，不但不会影响观察焰色，还能有效防止样品飞溅，延长焰色时间，简单实用。