化学上的焰色反应

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1、焰色反应原子的跃迁焰色反应，也称作焰色测试及焰色试验，是某些金属或它们的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。在化学上，常用来测试某种金属是否存在在于化合物。同时利用焰色反应，人们在在烟花中有意识地加入特定金属元素，使焰火更加绚丽多彩。焰色反应的原因　　当碱金属及其盐在火焰上灼烧时，  焰色反应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

2、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。编辑本段焰色反应的实验(1)实验用品　　铂丝(或铁丝）、酒精灯(或煤气灯)、稀盐酸、蓝色钴玻璃(检验钾时用)。(2)操作过程　　①将  焰色反应铂丝蘸稀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

3、透过蓝色钴玻璃观察，因为大多数情况下制钾时需要用到钠，因此钾离子溶液中常含有钠离子，而钠的焰色反应为黄色，黄色与少量的紫色无法分别出来).③将铂丝再蘸稀盐酸灼烧至无色，就可以继续做新的实验了。编辑本段焰色反应的历史　　焰色反  钾盐的焰色反应应是一种非常古老的定性分析法，早在中国南北朝时期，著名的炼丹家和医药大师陶弘景(456—563)在他的《本草经集注》中就有这样的记载“以火烧之，紫青烟起，云是真硝石(硝酸钾)也”。由于当时及以后的许多年里，生产力水平不高，这种方法一直没有得到广泛的应用及发展。　　到18世纪以后欧洲的近代化学时期，由于冶金、机

4、械工业的巨大发展，要求提供数量更大，品种更多的矿石；同时，也为了降低生产成本，合理使用原材料及提高产品质量，因而对分析化学提出了新的要求。德国人马格拉夫(1709～1782)是这一时期的著名的定性分析化学家。他的一项重要的研究成果是观察到了植物碱(草木灰，即碳酸钾)与矿物碱(苏打，即碳酸钠)的区别。1762年他系统地对比了这2种碱转化生成的各种钾盐与钠盐的晶形、潮解性和溶解度，并发现钠盐和钾盐可以分别使火焰着上各自特征的焰色。从此以后利用焰色反应鉴别钾、钠盐就成为常用手段了。后来有不少人也注意到，有很多的盐类、氧化物在火焰中也能呈现不同的颜色，例

5、如格梅林在1818年发现锂盐呈红色、铜盐呈绿色⋯⋯但却不明白其中的道理。而锂盐和锶盐都使火焰呈红色，这又影响了焰色反应检验物质的可靠性。　　19世纪中叶，  焰色反应德国著名化学家本生(1811～1899)设计制造了本生灯，它使煤气燃烧时产生几乎无色的火焰，温度高达两千多度。本生利用这种灯研究各种盐类在火焰中呈现不同焰色的现象，试图根据火焰中的彩色信号来检测各种元素。他同时点燃3盏煤气灯，并分别往每个灯焰中滴加食盐溶液。　　其中一滴是纯食盐溶液，另一滴混有锂盐，第三滴混有钾盐。结果3个火焰全呈黄色，看不出任何差别。显然是钠焰的黄色把其他的颜色掩盖

6、了。本生又通过蓝色玻璃或靛蓝溶液作滤色镜观察火焰，发现黄色得以滤去，滴加纯食盐溶液的火焰变成无色，混有锂盐的食盐溶液火焰显深红色，混有钾盐的火焰呈紫色。后来他收集很多不同颜色的玻璃并配制许多不同颜色的溶液作为滤色材料试图提高焰色反应的选择性，来区别锂盐与锶盐在火中呈现的深红色，但没有成功。显然凭肉眼观察焰色来鉴别元素受到了很大的限制。直到现在，我们用焰色反应也只能有限地鉴别钾、钠等少数几种金属，用蓝色的钴玻璃来观察钾的焰色也来源于本生的试验。　　本生除了利用煤气火焰外，还利用煤炭火焰、氢氧焰、氢焰等。经过对焰色反应的详细研究后，他还发现一种元素即

7、使处于不同的化合物中，即使在火焰中发生了化学变化，即使火焰的温度不同，即使所使用的火焰类型不同，但这些因素对某一元素的特征焰色都没有影响。　　后来，本生在好友物理学家基尔霍夫的建议下，通过观察光谱实现了对元素的定性检验，开创了分析化学的一个重要分支：光谱分析。编辑本段常见的焰色反应　　含钠元素Na黄　　含锂元素Li紫红　　含钾元素K　浅紫  焰色反应（透过蓝色钴玻璃观察，因为钾里面常混有钠，黄色掩盖了浅紫色）　　含铷元素Rb紫　　含钙元素Ca砖红色　　含锶元素Sr洋红　　含铜元素Cu绿　　含钡元素Ba黄绿　　含钴元素Co淡蓝　　（注：含铁元素Fe

8、无色）　　精简版　　钾浅紫钙砖红　　钠黄镁铝无　　钡黄绿铜色绿　　铁无锂紫红　　钾紫钠黄锂紫红　　铷紫铜绿钡黄绿　　钙砖红锶洋红　　钴淡