Flammetesten er en analytisk kjemimetode som brukes til å identifisere metallioner. Mens det er en nyttig kvalitativ analyse test — og mye moro å utføre — den kan ikke brukes til å identifisere alle metaller fordi ikke alle metallioner gir flammefarger. Noen metallioner viser også farger som ligner hverandre, noe som gjør det vanskelig å skille dem fra hverandre. Likevel er testen fortsatt nyttig for å identifisere mange metaller og metalloider.
Varmer, elektroner og flammetestfarger
Flammetesten handler om termisk energi, elektroner, og energien fra fotoner.
Slik utfører du en flammetest:
- Rengjør a platina eller nikromtråd med syre.
- Fukt tråden med vann.
- Dypp ledningen i det faste stoffet du tester, og saksøk at en prøve klistrer seg fast i ledningen.
- Plasser ledningen i flammen og observer eventuelle endringer i flammefargen.
Fargene som ble observert under flammetesten, skyldes spenningen i elektronene forårsaket av den økte temperaturen. Elektronene "hopper" fra deres grunntilstand til et høyere energinivå. Når de kommer tilbake til grunntilstanden deres, avgir de synlig lys. Lysets farge er koblet til plasseringen av elektronene og affiniteten til de ytre skallelektronene til atomkjernen.
Fargen som sendes ut av større atomer har lavere energi enn lyset som sendes ut av mindre atomer. Så for eksempel produserer strontium (atomnummer 38) en rødlig farge, mens natrium (atomnummer 11) gir en gulaktig farge. Natriumionet har en sterkere affinitet for elektronet, så det kreves mer energi for å bevege elektronet. Når elektronet beveger seg, når det en høyere spenningstilstand. Når elektronet går tilbake til grunntilstanden, har det mer energi å spre, noe som betyr at fargen har høyere frekvens / kortere bølgelengde.
Flammetesten kan også brukes til å skille mellom oksidasjonstilstandene til atomer i et enkelt element. For eksempel avgir kobber (I) blått lys under flammetesten, mens kobber (II) avgir grønt lys.
Et metallsalt består av en komponentkation (metallet) og et anion. Anjonen kan påvirke resultatet av flammetesten. For eksempel gir en kobber (II) forbindelse med et ikke-halogenid en grønn flamme, mens et kobber (II) halogenid gir en blågrønn flamme.
Tabell over flammetestfarger
Tabeller over flammetestfarger prøv å beskrive fargen på hver flamme så nøyaktig som mulig, slik at du vil se fargenavn som konkurrerer med den i den store boksen med Crayola-fargestifter. Mange metaller produserer grønne flammer, og det er også forskjellige nyanser av rødt og blått. Den beste måten å identifisere et metallion på er å sammenligne det med et sett med standarder (kjent sammensetning) for å vite hvilken farge du kan forvente når du bruker drivstoffet på laboratoriet.
Fordi det er så mange variabler involvert, er flammetesten ikke definitiv. Det er bare ett verktøy tilgjengelig for å identifisere elementene i en forbindelse. Når du utfører en flammetest, må du være forsiktig med forurensning av brennstoffet eller løkken med natrium, som er knallgult og maskerer andre farger. Mange drivstoff har natriumforurensning. Det kan være lurt å observere flammetestfargen gjennom et blått filter for å fjerne gul.
| Flammefarge | Metallion |
| Blå hvit | Blikk, bly |
| Hvit | Magnesium, titan, nikkel, hafnium, krom, kobolt, beryllium, aluminium |
| Crimson (dyp rød) | Strontium, yttrium, radium, kadmium |
| rød | Rubidium, zirkonium, kvikksølv |
| Rosa-rød eller magenta | litium |
| Lilla eller blekfiolett | kalium |
| Azurblå | Selen, indium, vismut |
| Blå | Arsen, cesium, kobber (I), indium, bly, tantal, cerium, svovel |
| Blå grønn | Kobber (II) halogenid, sink |
| Blek blågrønn | fosfor |
| Grønn | Kobber (II) ikke-halogenid, tallium |
| Lysegrønn | Boron |
| Eplegrønn eller blekgrønn | barium |
| Blek grønn | Tellurium, antimon |
| Gul-grønn | Molybden, mangan (II) |
| Lys gul | natrium |
| Gull eller brunaktig gul | Jern (II) |
| oransje | Scandium, jern (III) |
| Oransje til oransjerød | Kalsium |
De edelmetaller gull, sølv, platina, palladium og noen andre elementer gir ikke en karakteristisk flammeprøvefarge. Det er flere mulige forklaringer på dette, den ene er at den termiske energien ikke er tilstrekkelig til å begeistre elektronene til disse elementene nok til å frigjøre energi i det synlige området.
Flammetestalternativ
En ulempe med flammetesten er at fargen på lys som observeres avhenger veldig sterkt av den kjemiske sammensetningen til flammen (drivstoffet som brennes). Dette gjør det vanskelig å matche farger med et diagram med høy grad av selvtillit.
Et alternativ til flammetesten er perleprøve eller blisterprøve, hvor en perle salt blir belagt med prøven og deretter oppvarmet i en Bunsen-brennerflam. Denne testen er litt mer nøyaktig fordi mer prøve klistrer seg til perlen enn til en enkel trådsløyfe og fordi de fleste Bunsen-brennere er koblet til naturgass, som har en tendens til å brenne med en ren, blå flamme. Det er til og med filtre som kan brukes til å trekke fra den blå flammen for å se flammens eller blister-testresultatet.