文档介绍：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,,发出特征的颜色而使火焰着色,,焰色玉绿色含有铜元素,焰色黄色含有钠元素等。
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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。
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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