焰色反應"Flame Test"的原理及不同元素的焰色一覽表

2021-01-15 中大附中化學組

封面故事:杭州西湖邊、浙江大學附屬中學校門。

教育的思考:「以德報怨的普方協會」

        今天從朋友圈發現一個故事,17年前,4位20歲左右的蘇北年輕人入室盜竊,將主人一家四口滅門。主人是德國人,他的親戚和朋友,想到的不是報仇雪恨,而是聯合所有的朋友,懇請我們的法律寬恕這些年輕人,他們是因為沒有收到教育而誤入歧途。而且這些德國朋友成立了一個民間組織,普方協會,專門幫助中國江蘇和安徽的貧困家庭的孩子,他們拒絕了用基金資助品學兼優的學生的建議,而是不改初衷,讓每一個孩子接受公平的教育、不是成為尖子生、人才。我們在追求精英教育,而他們考慮的是公平教育、均衡教育。我們要向他們學習什麼呢?列夫•託爾斯泰在《智慧曆書》中有一句名言,「愛你的敵人,你將只有朋友」。我們這些世俗的人,有多少可以有這樣的心胸呢?


輕鬆一下,給你分享的是20世紀80年代-90年代比較流行的,當年的甜歌公主楊鈺瑩演唱的三首歌曲。

以下來自百度百科:焰色反應,也稱作焰色測試及焰色試驗,是某些金屬或它們的化合物在無色火焰中灼燒時使火焰呈現特徵的顏色的反應。其原理是每種元素都有其個別的光譜。樣本通常是粉或小塊的形式。用一根清潔且較不活潑的金屬絲(例如鉑或鎳鉻合金)盛載樣本,再放到無光焰(藍色火焰)中。在化學上,常用來測試某種金屬是否存在於化合物。同時利用焰色反應,人們在在煙花中有意識地加入特定金屬元素,使焰火更加絢麗多彩。

焰色反應是物理變化。它並未生成新物質,焰色反應是物質原子內部電子能級的改變,通俗的說是原子中的電子能量的變化,不涉及物質結構和化學性質的改變。焰色反應是某些金屬或它們的揮發性化合物在無色火焰中灼燒時使火焰呈現特徵的顏色的反應。有些金屬或它們的化合物在灼燒時能使火焰呈特殊顏色。

進行焰色反應應使用鉑絲(鎳絲、鐵絲)。把嵌在玻璃棒上的金屬絲在稀鹽酸裡蘸洗後,(這是因為金屬氧化物與鹽酸反應生成的氯化物在灼燒時易氣化而揮發;若用硫酸,由於生成的硫酸鹽的沸點很高,少量雜質不易被除去而幹擾火焰的顏色)放在酒精燈的火焰(最好是煤氣燈,因為它的火焰顏色淺、溫度高,若無的話用酒精噴燈也可以)裡灼燒,直到跟原來的火焰的顏色一樣時,再用金屬絲蘸被檢驗溶液,然後放在火焰上,這時就可以看到被檢驗溶液裡所含元素的特徵焰色。 

顏色反應產生的原因:

   當鹼金屬及其鹽在火焰上灼燒時,原子中的電子吸收了能量,從能量較低的軌道躍遷到能量較高的軌道,但處於能量較高軌道上的電子是不穩定的,很快躍遷回能量較低的軌道,這時就將多餘的能量以光的形式放出。而放出的光的波長在可見光範圍內(波長為400nm~760nm),因而能使火焰呈現顏色。但由於鹼金屬的原子結構不同,電子躍遷時能量的變化就不相同,就發出不同波長的光,從焰色反應的實驗裡所看到的特殊焰色就是光譜譜線的顏色.每種元素的光譜都有一些特徵譜線,發出特徵的顏色而使火焰著色,根據焰色可以判斷某種元素的存在.如焰色洋紅色含有鍶元素,焰色藍綠色含有銅元素,焰色黃色含有鈉元素,焰色紫色含有鉀元素,磚紅色則含有鈣元素等 。

張偉老師配音的的焰色反應視頻,五顏六色,絢麗奪目。

觀看方式,1微課之家二維碼識別;2騰訊視頻直接觀看

不同元素焰色反應表

表1  維基百科英文版

Symbol

Name

Color

Al

Aluminium

Silver-white,  in very

high temperatures

such as an electric

arc, light blue

As

Arsenic

Blue

B

Boron

Bright green

Ba

Barium

Pale/Apple green

Be

Beryllium

White

Bi

Bismuth

Azure

Ca

Calcium

Brick red,

light green as

seen through

blue glass

Cd

Cadmium

Brick red

Ce

Cerium

Blue

Co

Cobalt

Silver-white

Cr

Chromium

Silver-white

Cs

Caesium

Blue-Violet

Cu(I)

Copper(I)

Bluish-green

Cu(II)

Copper(II)

(non-halide)

Green

Cu(II)

Copper(II)

(halide)

Blue-green

Ge

Germanium

Pale blue

Fe(II)

Iron(II)

Gold,  when very

hot such as an e

lectric arc, bright 

blue, or green

 turning to

orange-brown

Fe(III)

Iron(III)

Orange-brown

Hf

Hafnium

White

Hg

Mercury

Red

In

Indium

Indigo/Blue

K

Potassium

Lilac

Li

Lithium

crimson red;  

invisible through

 green glass

Mg

Magnesium

(none), but for

burning Mg metal 

Intense White

Mn (II)

Manganese (II)

Yellowish  green

Mo

Molybdenum

Yellowish  green

Na

Sodium

Intense yellow;

invisible through

cobalt blue glass

Nb

Niobium

Green or blue

Ni

Nickel

Silver-white

(sometimes reported

as colorless)

P

Phosphorus

Pale bluish  green

Pb

Lead

Blue/white

Ra

Radium

Crimson

Rb

Rubidium

Red-violet

Sb

Antimony

Pale green

Sc

Scandium

Orange

Se

Selenium

Azure

Sn

Tin

Blue-white

Sr

Strontium

Crimson to Scarlet,

yellowish through

green glass and

violet through

blue cobalt glass

Ta

Tantalum

Blue

Te

Tellurium

Pale green

Ti

Titanium

Silver-white

Tl

Thallium

Pure green

V

Vanadium

Yellowish Green

W

Tungsten

Green

Y

Yttrium

Carmine, Crimson,

or Scarlet

Zn

Zinc

Colorless (sometimes

 reported as bluish-green)

Zr

Zirconium

Mild red

表2  百度百科 中文版

元素符號

元素名稱

焰色

Ba

黃綠

Ca

磚紅

Cs

藍色

Cu(I)

(沒滷素)

淺藍

Cu(II)

銅(II)

(沒滷素)

祖母綠

Cu(II)

銅(II)

(有滷素)

藍綠

Fe(III)

鐵(III)

無色

In

K

淺紫

Li

紫紅

Mn(II)

黃綠

Mo

黃綠

Na

Pb

Rb

Sb

淺綠

Sr

洋紅

Tl

Zn

藍綠

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    這是因為在煙花的成分中添加了很多特殊的元素,這些元素燃燒時具有不同的顏色。焰色反應實際上是物理變化,是物質原子內部的電子能級發生了改變。通俗地說,焰色反應是原子中的電子能量的變化,不涉及物質結構和化學性質的改變。一些金屬或它們的化合物在灼燒時能使火焰呈現特殊的顏色,這是因為這些金屬元素的原子在接受火焰提供的能量時,從能量較低的軌道躍遷至能量較高的軌道。但處於能量較高軌道上的電子不穩定,會迅速躍遷回能量較低的軌道,這時就將多餘的能量以光的形式釋放出來。
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    焰色反應,也稱作焰色測試及焰色試驗,是某些金屬或它們的化合物在無色火焰中灼燒時使火焰呈現特徵的顏色的反應。其原理是每種元素都有其各自的光譜。
  • 焰色反應
    焰色反應,也稱作焰色測試及焰色試驗,是某些金屬或它們的化合物在無色火焰中灼燒時使火焰呈現特殊顏色的反應。其原理是每種元素都有其個別的光譜。樣本通常是粉或小塊的形式。同時利用焰色反應,人們在在煙花中有意識地加入特定金屬元素,使焰火更加絢麗多彩。焰色反應是物理變化。它並未生成新物質,焰色反應是物質原子內部電子能級的改變,通俗的說是原子中的電子能量的變化,不涉及物質結構和化學性質的改變。焰色反應是某些金屬或它們的揮發性化合物在無色火焰中灼燒時使火焰呈現特徵的顏色的反應。有些金屬或它們的化合物在灼燒時能使火焰呈特殊顏色。
  • 實驗|深度學習焰色反應
    這是因為在煙花的成分中添加了很多特殊的元素,這些元素燃燒時具有不同的顏色。通俗地說是發生了焰色反應!歷史上中國南北朝時期,著名的煉丹家和醫藥大師陶弘景在他的《本草經集注》中記載「以火燒之,紫青煙起,雲是真硝石(硝酸鉀)也」。說明人們很早就知道用焰色反應鑑別硝酸鉀。
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    焰色反應是高考化學選擇題中常考知識點,很重要。而目前的高考方向是原理性考核較多,當然,化學是以實驗為基礎的學科,操作問題,以及結論性問題也是常考點,所以,小編就將焰色反應原理,操作規範,以及常考元素焰色反應現象做個簡單講解,希望能幫到大家。
  • 焰色反應,那些關於你不知道的事~
    而目前的高考方向是原理性考核較多,當然,化學是以實驗為基礎的學科,操作問題,以及結論性問題也是常考點,所以,小編就將焰色反應原理,操作規範,以及常考元素焰色反應現象做個簡單講解,希望能幫到大家。一、焰色反應原理我們知道,每一種原子都有自己的電子層排布,同種原子每一層的能量都不一樣,由內向外,依次降低,不同原子同一電子層上即便有相同電子數,所在電子層的能量也不相同,它們對應的能層間的能量差也不一樣。
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    但由於金屬的原子結構不同,電子躍遷時能量的變化就不相同,就發出不同波長的光。       [1]以鈉原子為例 ,如圖為鈉原子低能級之間發生的躍遷 。通過計算得出,鈉的焰色反應呈黃色。同理,根據不同原子的能級圖,可以計算出發生能級改變時發射光的波長,從而確定可見光區光的顏色為其肉眼能觀察到的焰色反應的特徵顏色 。       從焰色反應的實驗裡所看到的特殊焰色,就是光譜譜線的顏色,每種元素的光譜都有一些特徵譜線,發出特徵的顏色而使火焰著色,根據焰色可以判斷某種元素的存在。
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    焰色反應是非常酷炫的現象,也是高中階段一個小的知識點,難度不大,但還是存在一些容易出錯的地方。今天我們就一起來學習一下。然而這樣顏色的火焰你見過嗎?一、焰色反應 許多金屬或它們的化合物在燃燒時火焰呈特殊的顏色,這在化學上叫做焰色反應,是一種物理變化,是元素的性質而不僅是化合物的性質,相應金屬不管是離子還是單質灼燒時都會呈現其焰色。
  • 高中化學——焰色反應全集
    鈉離子:  鈉的焰色反應本應不難做,但實際做起來最麻煩。因為鈉的焰色為黃色,而酒精燈的火焰因燈頭燈芯不乾淨、酒精不純而使火焰大多呈黃色。即使是近乎無色(淺淡藍色)的火焰,一根新的鐵絲(或鎳絲、鉑絲)放在外焰上灼燒,開始時火焰也是黃色的,很難說明焰色是鈉離子的還是原來酒精燈的焰色。要明顯看到鈉的黃色火焰,可用如下方法。
  • 化學問答(NO.4)煙花顏色是因為化學元素金屬化合物的焰色反應?
    我想知道課本後面的元素周期表中有幾位是空的,現在已經發現了嗎?(從第113號到第118號元素名稱,都是打星號的。)答:第113號到第118號元素已經發現,分別為Nh、Fl、Mc、Lv、Ts以及Og;相應的中文名稱為鉨(nǐ )、鈇(fū )、鏌(mò)、鉝(lì)、<石田>(tián)、 <氣奧>(ào)。113-118號元素均為人造放射性元素。
  • 從焰色反應到原子發射光譜分析
    鈉是黃色,鉀是紫色,鈣是磚紅色,鋇是綠色……這種特異的現象被叫做焰色反應。但是,當本生進一步著手利用焰色反應來判斷物質中所含的元素成分時,他發現這並不是一種非常容易的事。除了鈉等極少數金屬元素能直接通過觀察得出外,大部分金屬元素在火焰中的顏色都是相互覆蓋的,就是用各種顏色的濾色片也極難把它們辨出來。
  • 高中化學焰色反應實驗,高分必備!
    鈉離子:鈉的焰色反應本應不難做,但實際做起來最麻煩。因為鈉的焰色為黃色,而酒精燈的火焰因燈頭燈芯不乾淨、酒精不純而使火焰大多呈黃色。即使是近乎無色(淺淡藍色)的火焰,一根新的鐵絲(或鎳絲、鉑絲)放在外焰上灼燒,開始時火焰也是黃色的,很難說明焰色是鈉離子的還是原來酒精燈的焰色。要明顯看到鈉的黃色火焰,可用如下方法。
  • 高中化學中焰色反應實驗技巧
    鈉離子:  鈉的焰色反應本應不難做,但實際做起來最麻煩。因為鈉的焰色為黃色,而酒精燈的火焰因燈頭燈芯不乾淨、酒精不純而使火焰大多呈黃色。即使是近乎無色(淺淡藍色)的火焰,一根新的鐵絲(或鎳絲、鉑絲)放在外焰上灼燒,開始時火焰也是黃色的,很難說明焰色是鈉離子的還是原來酒精燈的焰色。要明顯看到鈉的黃色火焰,可用如下方法。