【AS化學必備】flame test——逢考必出的知識點

Flame test 是as化學中的一個重點，幾乎逢考必出，而且思路其實并不復雜，各位學A-level(alevel)的同學一定要弄懂這個知識點啊

Flame test 的目的一般是檢驗化學鹽類物質中有什么ion （離子），畢竟大部分鹽類都是無色或者白色的粉末（powder）

真題中經常會出現對實驗步驟的考察，各位一定要做好筆記哦

Carrying out a flame test

Practical details

Clean a platinum or nichrome (a nickel-chromium alloy) wire by dipping it intoconcentratedhydrochloric acid and thenholding it in a hot Bunsen flame.Repeat this untilthe wire doesn't produce any colour in the flame.

這一步的目的是先獲得一根上面沒有雜質的金屬絲。

一般選用的材料是platinum和nichrome，因為這兩種材料都比較穩定并不容易發生化學反應（inert）。

濃鹽酸則是用來溶解各種可溶或者不可溶的鹽類。

鹽酸本身不會帶來顏色反應，沒有引入新的雜質Cl-在火焰中也不會有顏色。

而且鹽酸的揮發性（volatility）比較強，不會殘留在金屬絲上。

多次進行這個步驟，確保沒有雜質遺留在金屬絲上，等到火焰不會再產生其他的顏色時，表明這根金屬絲已經清洗完成了。

安全起見，稀鹽酸（dilutedhydrochloric acid）也是可以使用的，不過火焰顏色沒有那么明顯。

要注意的是，如果使用的是nichrome的話，火焰的顏色總是會有一點橙色的痕跡的。

Platinum是一個更好的材料，然而它比較貴…..

When the wire is clean, moisten it again with some of the acid and then dip it into a small amount ofthe solid you are testing so that some sticks to the wire. Place the wire back in theflame again.

等到金屬絲清潔干凈之后，再把它用鹽酸濕潤，沾一點待測固體，然后再放到火焰中。

如果火焰的顏色比較微弱不明顯的話，就把金屬絲沾點鹽酸放到火焰里再試一下…一般這個時候會出現短暫而又強烈的顏色。

然后焰色反應大概長這樣

A-level (alevel)考綱內重點記憶的幾個顏色….

lithium-red

sodium-yellow

caesium/potassium-lilac

magnesium-colourless

calcium- (yellow-)red

strontium-red

barium-pale green

然后關于為什么會形成焰色反應也是一個重點…..

When heated, the electrons in the metal iongain energy andcan jump into higherenergy levels. Because this is energetically unstable, the electrons tend to fall back down to where they werebefore,releasing energy as they do so. This energy is released as light energy,and as these transitions vary from one metal ion to another, it leads to thecharacteristic colours given by each metal ion.

說到這就不得不補充一點物理方面的知識…因為每個原子的能級（energy level）都長得不一樣，而能極差的能量就等于發出的光子的能量，光子的能量=hf，其中h是普朗克常數（plank constant），而f是光子的頻率（frequency），頻率決定了光在我們眼中的顏色。

所以呢，magnesiumion并不是不在焰色反應中進行變化，只是它發出的光子的頻率不在人眼的可視范圍內，所以顯得沒有顏色的樣子。

需要注意的是焰色反應并不是化學變化，而是物理變化，因為反應中并沒有涉及新的物質，只是電子的能級躍遷。

雖然燃燒是化學反應，但是焰色反應的對象是指沒有燃燒的地方。

以上~就是關于焰色反應你需要知道的

Ref:

http://chemguide.co.uk/inorganic/group1/flametests.html

https://chemistry.com.pk/infographics/metal-ion-flame-test-colours/

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