燃焼試験色の製造方法
色付きの炎で金属とメタロイドを識別する
燃焼試験の色は、金属イオンが熱エネルギーを獲得する際の金属イオンの電子の動きに起因します。フィリップ・エヴァンス、ゲッティイメージズ
燃焼試験は、金属イオンの識別に役立つ分析化学手法です。便利でありながら定性分析テスト — 実行するのは非常に楽しい — すべてを識別するために使用することはできません 金属 すべての金属イオンが炎の色を生成するわけではないためです。また、いくつかの金属イオンは互いに類似した色を示し、それらを区別するのが困難です.それにもかかわらず、このテストは、多数の金属や半金属を識別するのに依然として有用です。
熱、電子、炎のテストの色
燃焼試験はすべて熱エネルギーに関するものであり、 電子 、およびのエネルギー 光子 .
燃焼試験を実施するには：
- きれいにする 白金 または酸とニクロム線。
- ワイヤーを水で湿らせます。
- テストする固体にワイヤーを浸し、サンプルがワイヤーにくっつくことを確認します。
- ワイヤーを炎の中に置き、炎の色の変化を観察します。
燃焼試験中に観察される色は、温度の上昇によって引き起こされる電子の励起によるものです。電子は基底状態からより高いエネルギー準位に「ジャンプ」します。基底状態に戻るとき、可視光を放出します。光の色は、電子の位置と、外殻電子が原子核に対して持つ親和性に関連しています。
大きな原子が発する色は、小さな原子が発する光よりもエネルギーが低くなります。たとえば、ストロンチウム (原子番号 38) は赤みがかった色を生成し、ナトリウム (原子番号 11) は黄色がかった色を生成します。ナトリウムイオンは電子に対してより強い親和性を持っているため、電子を動かすにはより多くのエネルギーが必要です。電子が移動すると、より高い励起状態に達します。電子が基底状態に戻ると、分散するエネルギーが増えます。これは、色の周波数が高くなり、波長が短くなることを意味します。
燃焼試験は、単一元素の原子の酸化状態を区別するためにも使用できます。たとえば、銅 (I) は燃焼試験中に青色の光を発し、銅 (II) は緑色の光を発します。
金属塩は、構成要素の陽イオン (金属) と陰イオンで構成されます。陰イオンは燃焼試験の結果に影響を与える可能性があります。たとえば、非ハロゲン化物を含む銅 (II) 化合物は緑色の炎を生成し、銅 (II) ハロゲン化物は青緑色の炎を生成します。
燃焼試験色表
の表 燃焼試験色 各炎の色相をできるだけ正確に表すようにしてください。そうすれば、クレヨラ クレヨンの大きな箱に匹敵する色の名前が表示されます。多くの金属は緑色の炎を生成し、赤と青のさまざまな色合いもあります。金属イオンを識別する最良の方法は、実験室で燃料を使用するときに予想される色を知るために、一連の標準 (既知の組成) と比較することです。
非常に多くの変数が関係しているため、燃焼試験は決定的なものではありません。これは、化合物内の元素を特定するのに役立つツールの 1 つにすぎません。燃焼試験を実施するときは、明るい黄色で他の色を覆い隠すナトリウムによる燃料またはループの汚染に注意してください。多くの燃料にはナトリウム汚染があります。黄色を取り除くために青色フィルターを通して燃焼試験の色を観察することをお勧めします。
| 炎の色 | 金属イオン |
| 青白 | スズ、鉛 |
| 白 | マグネシウム、チタン、ニッケル、ハフニウム、クロム、コバルト、ベリリウム、アルミニウム |
| クリムゾン（深紅） | ストロンチウム、イットリウム、ラジウム、カドミウム |
| 赤 | ルビジウム、ジルコニウム、水銀 |
| ピンクレッドまたはマゼンタ | リチウム |
| ライラックまたはペールバイオレット | カリウム |
| アズールブルー | セレン、インジウム、ビスマス |
| 青い | ヒ素、セシウム、銅(I)、インジウム、鉛、タンタル、セリウム、硫黄 |
| 青緑 | ハロゲン化銅(II)、亜鉛 |
| 淡い青緑 | リン |
| 緑 | 銅(II) 非ハロゲン化物、タリウム |
| 明るい緑色 | ボロン |
| アップルグリーンまたはペールグリーン | バリウム |
| 薄緑色 | テルル、アンチモン |
| 黄緑 | モリブデン、マンガン(II) |
| 明るい黄色 | ナトリウム |
| ゴールドまたはブラウンイエロー | 鉄(Ⅱ) |
| オレンジ | スカンジウム、鉄(III) |
| オレンジからオレンジレッド | カルシウム |
の 貴金属 金、銀、プラチナ、パラジウム、および他のいくつかの元素は、特徴的な燃焼試験色を生成しません。これにはいくつかの考えられる説明があり、その 1 つは、熱エネルギーが、これらの元素の電子を励起して可視範囲のエネルギーを放出するのに十分ではないということです。
火炎試験の代替
燃焼試験の欠点の 1 つは、観察される光の色が、炎 (燃焼する燃料) の化学組成に大きく依存することです。これにより、信頼度の高いグラフと色を一致させることが難しくなります。
燃焼試験に代わるものは、 ビード試験またはブリスター試験 、塩のビーズがサンプルでコーティングされ、ブンゼンバーナーの炎で加熱されます。このテストは、単純なワイヤー ループよりもビーズに多くのサンプルが付着するため、またほとんどのブンゼン バーナーが天然ガスに接続されているため、クリーンで青い炎で燃焼する傾向があるため、わずかに正確です。青い炎を差し引いて、炎またはブリスター試験の結果を表示するために使用できるフィルターもあります。