高中化学/目录/焰色反应
实验准备
[编辑]所需器材
[编辑]洁净的铂丝（可用铁丝替代），酒精灯，蓝色钴玻璃
所需试剂
[编辑]氯化钠晶体，氯化钾晶体，稀盐酸
实验步骤
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- 将铂丝放在酒精灯火焰上灼烧至无色。
- 用铂丝蘸取少量氯化钠晶体，将其在火焰上灼烧，观察火焰的颜色。
- 用稀盐酸将铂丝洗净。
- 用铂丝蘸取少量氯化钾晶体，将其在火焰上灼烧，透过蓝色钴玻璃观察火焰的颜色。
实验现象
[编辑]将氯化钠固体在火焰上灼烧后，火焰变为黄色。而将氯化钾晶体灼烧后，透过蓝色钴玻璃可以观察到火焰变为紫色。
由于钠盐与钾盐都可溶，故不能使用沉淀的方法来检验这两种离子，使用焰色反应就可以实现与的鉴别。（其他离子的检验方法，请参见§2.1.7 离子检验）
实验原理
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许多金属或它们的化合物在火焰上灼烧时都会使火焰呈现焰色，这叫做焰色反应（flame test），这是检验金属或金属阳离子最简单的一种方法。那么这种检验方法的原理是什么呢？这与原子的结构有关。
原子中的电子是按照电子层来排布的，而每一层都有不同的轨道，这些轨道有能量高低之分。当金属或金属化合物在火焰上灼烧时，金属离子吸收了能量，有一部分电子跃迁到能量较高的轨道上，金属离子由基态转变为激发态。激发态的离子不稳定，很快便会转变为稳定的基态离子并且放出能量，这时能量以光能的形式表现出来。不同元素的光谱是不一样的，金属离子放出光能时，会放出波长不同的光，利用不同元素的光谱，我们不仅可以鉴别元素，也可以发现新的元素（比如氦、铷）。根据这个原理，现代化学分析测试中，用原子吸收光谱确定物质中含有的金属元素。
思考与延伸
[编辑]互相干扰的光谱
[编辑]在观察钾元素的焰色时，需要透过蓝色钴玻璃观察焰色，为什么要这么做呢？
我们知道，我们肉眼能够看到的可见光，是由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫7种颜色构成的，红色光的波长最长（约700nm），紫色光的波长最短（约400nm）。无论是金属钾还是钾盐，都会混有钠或者钠盐的杂质，钠的焰色是黄色，黄色光的波长比紫色光长，会造成干扰。蓝色钴玻璃可以将黄色光滤去，透过蓝色钴玻璃就能够观察到钾元素的紫色火焰了。实验开始前先将铂丝在火焰上灼烧至无色，也是这个原因，这样可以防止焰色间的干扰。
拓展实验：彩虹色的焰色反应
[编辑]利用不同元素的焰色反应，我们可以制造出一条“火焰彩虹”，视觉效果将十分震撼。如果需要观看该实验的视频，请点击此链接：[1]
附：常见元素的焰色反应
[编辑]| 元素 | 焰色 |
|---|---|
| 紫红色 | |
| 金黄色 | |
| 淡紫色 | |
| 紫色 | |
| 蓝色 | |
| 翠绿色 | |
| 白色 | |
| 砖红色 | |
| 洋红色 | |
| 黄绿色 | |
| 桃红色 | |
| 绿色 | |
| 嫩绿色 | |
| 蓝色 | |
| 蓝色 |
