teória
Akú farbu dáva ktorý kov?
Katióny príslušných kovov farbia plameň charakteristicky:
| Katión | Farba plameňa |
|---|---|
| karmínovočervená | |
| žltá | |
| fialová | |
| tehlovočervená | |
| karmínovočervená | |
| zelená |
Rovnaké farby uvidíte aj pri iných pokusoch: draslík horí na vode fialovým plameňom (Draslík s vodou), zlúčeniny bóru farbia plameň na zeleno (Trimetylester kyseliny boritej) a meď na modrozeleno (Tancujúce plamene).
teória
Prečo plameň mení farbu?
Elektróny v atóme sa môžu nachádzať len na určitých energetických hladinách. Keď soľ vnikne do horúceho plameňa, teplo dodá elektrónom energiu a tie preskočia na vyššiu hladinu. Atóm je excitovaný (vybudený). Takýto stav je nestabilný, a tak sa elektrón takmer okamžite vráti na nižšiu hladinu. Rozdiel energií sa uvoľní vo forme fotónu, kvanta svetla:
kde je energia fotónu, Planckova konštanta a frekvencia svetla. Čím väčší je rozdiel energií, tým vyššia frekvencia a kratšia vlnová dĺžka svetla (fialová a modrá), čím menší, tým je svetlo červenšie.
Každý prvok má iné usporiadanie elektrónov (pozri Elektrónová konfigurácia), a teda aj iné rozdiely energetických hladín. Vyžaruje preto svetlo len určitých vlnových dĺžok, teda vlastné čiarové emisné spektrum, ktoré je pre prvok také jedinečné ako odtlačok prsta. Farbu, ktorú vidíme okom, tvorí zmes najintenzívnejších čiar. Napríklad sodík vyžaruje hlavne žlté svetlo s vlnovou dĺžkou okolo 589 nm.
teória
Plameňová skúška ako dôkaz prvkov
Podľa farby plameňa sa dá rýchlo zistiť, ktorý kov vzorka obsahuje. Ide o jednoduchý analytický dôkaz katiónov. Treba však dávať pozor:
- Sodík je takmer všade (stačí dotyk prstov) a jeho intenzívna žltá farba prekryje slabšie farby iných prvkov. Fialovú farbu draslíka preto pozorujeme cez modré kobaltové sklo, ktoré žlté svetlo pohltí.
- Niektoré farby sú si podobné (lítium a stroncium), preto na presné určenie slúži spektroskop, ktorý svetlo rozloží na jednotlivé čiary.
Pomocou spektrálnej analýzy objavili Robert Bunsen a Gustav Kirchhoff v rokoch 1860 až 1861 dva nové alkalické kovy, cézium a rubídium, podľa dovtedy neznámych čiar v spektre. O alkalických kovoch sa viac dozviete v lekcii Alkalické kovy.
chémia v praxi
Chémia v praxi
Farbenie plameňa využívajú ohňostroje: soli stroncia dávajú červenú, soli bária zelenú, soli sodíka žltú a zlúčeniny medi modrú farbu. Žlté pouličné sodíkové výbojky svietia rovnakým svetlom ako sodík v plameni. Astronómovia podľa čiar v spektre určujú, z akých prvkov sú zložené hviezdy, a v laboratóriách sa na podobnom princípe presne merajú koncentrácie kovov vo vode či v potravinách.
čo budete potrebovať
Pomôcky
- rozprašovač (samostatný pre každú soľ)
- kadička alebo fľaša na prípravu roztoku
- váhy a odmerný valec
- kahan alebo iný zdroj plameňa
- hasiaci prístroj alebo hasiaca deka
čo budete potrebovať
Chemikálie
- soli kovov s katiónmi Li⁺, Na⁺, K⁺, Ca²⁺, Sr²⁺ a Ba²⁺ (napríklad chloridy), vždy 5 g
- lieh (200 ml na každú soľ)
krok za krokom
Postup
- V 200 ml liehu rozpustite 5 g látky.
- Roztok nalejte do rozprašovača.
- Zapáľte aerosól: nastriekajte ho z bezpečnej vzdialenosti do plameňa a pozorujte jeho sfarbenie.
pozor
Bezpečnosť
- Všetky znázornené pokusy smú vykonávať len osoby s odborným vzdelaním chemického zamerania, a to výhradne pri dodržaní všetkých bezpečnostných pravidiel a postupov a v priestoroch na to určených.
- Vopred sa vždy dôkladne oboznámte s vlastnosťami jednotlivých chemických látok prostredníctvom príslušných kariet bezpečnostných údajov, teda s ich nebezpečnými vlastnosťami a pokynmi na bezpečné zaobchádzanie, skladovanie aj likvidáciu.
- Lieh je veľmi horľavý a jeho aerosól horí prudko. Plameň môže preskočiť až k rozprašovaču, preto striekajte z bezpečnej vzdialenosti, smerom od seba aj od divákov, a nikdy nie priamo z blízkosti otvoreného ohňa. Zásobnú fľašu liehu majte ďaleko od plameňa.
- Rozpustné zlúčeniny bária sú jedovaté a zlúčeniny lítia a stroncia sú zdraviu škodlivé. Pracujte v rukaviciach a ochranných okuliaroch a aerosól ani splodiny nevdychujte. Pokus robte v dobre vetranom priestore.
- Majte poruke hasiaci prístroj alebo hasiacu deku.
- Zvyšky roztokov (najmä s obsahom bária) nevylievajte do výlevky, odovzdajte ich ako nebezpečný odpad.
- Videá majú slúžiť predovšetkým ako ilustrácia vlastností látok, nie ako návod na vykonanie pokusu. Akékoľvek napodobňovanie činností na videu je len na vlastné nebezpečenstvo. Poskytovateľ tejto webovej stránky ani jej distribútori nenesú žiadnu zodpovednosť za prípadnú ujmu na zdraví či majetku, najmä za ujmu vzniknutú napodobňovaním pokusov znázornených v aplikácii.
tipy a zaujímavosti
Doplňujúce info
- Bezpečnejšia školská varianta: čistý platinový alebo chrómniklový drôtik namočte do roztoku soli (prípadne do kyseliny chlorovodíkovej a potom do pevnej soli) a vložte ho do plameňa kahana.
- Pre každú soľ používajte samostatný rozprašovač, pretože aj stopy sodíka z predchádzajúcej vzorky by prekryli ostatné farby.
- Najlepšie farby vyniknú v zatemnenej miestnosti.