广东
科普|什么是焰色反应?
来源: 新华网    时间: 2018-10-24 09:22

    很多人都喜欢看烟花表演,烟花燃放时能够释放五光十色、绚烂多姿的光芒,带给人们美的享受。那么,烟花为什么会呈现出五颜六色呢?这是因为在烟花的成分中添加了很多特殊的元素,这些元素燃烧时具有不同的颜色。

    化学上将某些金属或它们的化合物在无色火焰中灼烧时使火焰呈现特征颜色的反应叫做焰色反应,焰色反应是一种非常古老的定性分析法。

    焰色反应实际上是物理变化,是物质原子内部的电子能级发生了改变。通俗地说,焰色反应是原子中的电子能量的变化,不涉及物质结构和化学性质的改变。一些金属或它们的化合物在灼烧时能使火焰呈现特殊的颜色,这是因为这些金属元素的原子在接受火焰提供的能量时,从能量较低的轨道跃迁至能量较高的轨道。但处于能量较高轨道上的电子不稳定,会迅速跃迁回能量较低的轨道,这时就将多余的能量以光的形式释放出来。由于不同元素原子的结构不同,电子跃迁时能量的变化也不相同,因而会发出不同波长的光。如果放出的光的波长在可见光范围内,就会在火焰中观察到这种元素的特征颜色。我们从焰色反应的实验里所看到的特殊焰色就是光谱谱线的颜色,每种元素的光谱都有一些特征谱线,释放出特征的颜色而使火焰着色,根据焰色可以判断某种元素的存在。如焰色呈现洋红色则一般含有锶元素,焰色呈现绿色则含有铜元素,焰色呈现黄色则含有钠元素,焰色呈现紫色(透过蓝色钴玻璃)则含有钾元素等。

    化学实验中利用元素的这一性质可以检验一些金属或金属化合物的存在,这就是物质检验中的焰色反应。我们进行焰色反应时,将焊接在玻璃棒上的铂丝放在酒精灯外焰灼烧,直至与原来的火焰颜色相同时为止。之后,铂丝蘸取溶液,继续在外焰上灼烧,观察火焰的颜色。再次使用时要先将铂丝用盐酸洗净,在外焰上灼烧至无色时,再蘸取另一种溶液。如果在材料有限的情况下,可以用纯净的铁丝代替铂丝,因为铁丝的焰色反应为无色。

    本作品为“科普中国-科学原理一点通”原创,转载时务请注明出处。作者: 王璐

(责任编辑:魏晓航)
010070260010000000000000011111581123603711