Δοκιμή φλόγας

Η δοκιμή φλόγας είναι μια αναλυτική τεχνική που χρησιμοποιείται για την ανίχνευση της παρουσίας μεταλλικών ιόντων με βάση το φάσμα εκπομπής τους που παράγεται όταν το δείγμα έρχεται σε επαφή με τη φλόγα. Διαφορετικά μέταλλα παρουσιάζουν διαφορετικά χρώματα όταν έρχονται σε επαφή με τη θερμική φλόγα. Είναι μια γρήγορη και απλή τεχνική και μπορεί να πραγματοποιηθεί με πολύ βασικό εργαστηριακό εξοπλισμό.

Αναλυτική Χημεία

Η αναλυτική χημεία είναι ο κλάδος της χημείας που ασχολείται με τον προσδιορισμό και την ποσότητα ενός συστατικού μιας ουσίας. Οι δύο κύριοι κλάδοι της αναλυτικής χημείας είναι

Ποιοτική ανάλυση

Αυτός ο κλάδος της αναλυτικής χημείας ασχολείται με τα χαρακτηριστικά και την ταυτοποίηση διαφόρων συστατικών που υπάρχουν σε μια ουσία ή ένα δείγμα.

Ποσοτική ανάλυση 

Αυτός ο κλάδος της αναλυτικής χημείας ασχολείται με την ποσότητα ή τον όγκο ενός συστατικού που υπάρχει στο δείγμα ή στο διάλυμα.

Η ποιοτική ανάλυση των ανόργανων ενώσεων περιλαμβάνει τα ακόλουθα βήματα:

Προκαταρκτική δοκιμή - Αυτή η δοκιμή εκτελείται για τη διαφοροποίηση των ενώσεων με βάση τη διαλυτότητα στο νερό. Οι ενώσεις που διαλύονται στο νερό ονομάζονται διαλυτές ενώσεις, ενώ οι αδιάλυτες ενώσεις στο νερό ονομάζονται αδιάλυτες ενώσεις.

Ξηρή δοκιμή – Αυτή η δοκιμή εκτελείται για την ανάλυση των φυσικών χαρακτηριστικών των ενώσεων. Οι παράμετροι δοκιμής είναι το χρώμα, η οσμή, η επίδραση της θέρμανσης, η δοκιμή φλόγας, η δοκιμή σφαιριδίων βόρακα κ.λπ.

Υγρή δοκιμή για ανιόντα- Αυτή η δοκιμή χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό της παρουσίας ριζών οξέος στο δείγμα άλατος.

Υγρή δοκιμή για κατιόντα- Αυτή η δοκιμή χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό της παρουσίας βασικών ριζών στο δείγμα αλατιού.

Η δοκιμή φλόγας

Η δοκιμή φλόγας είναι μια αναλυτική τεχνική που χρησιμοποιείται για την οπτική ανίχνευση της παρουσίας μεταλλικών ιόντων με βάση το φάσμα εκπομπής τους που παράγεται όταν το δείγμα έρχεται σε επαφή με τη φλόγα. Το χρώμα που παράγεται από τη φλόγα οφείλεται στην κίνηση των ηλεκτρονίων που υπάρχουν στα μεταλλικά ιόντα. Η ζώνη θολώματος της φλόγας χρησιμοποιείται για τη διεξαγωγή δοκιμών φλόγας. Μόνο μερικά μεταλλικά ιόντα δίνουν δοκιμές φλόγας. Γενικά, τα μεταλλικά ιόντα της ομάδας 1 μπορούν να διαφοροποιηθούν χρησιμοποιώντας δοκιμές φλόγας. Είναι μια από τις απλούστερες και πιο γρήγορες τεχνικές για εκτέλεση ως βασικός εργαστηριακός εξοπλισμός.

Η αρχή που εμπλέκεται στη δοκιμή φλόγας

Γενικά, τα αλογονίδια μετάλλων χρησιμοποιούνται για δοκιμές φλόγας καθώς είναι εξαιρετικά πτητικά. Μια μικρή ποσότητα δείγματος χλωριούχου πολτού τοποθετείται σε μια σπάτουλα και φέρεται κοντά στη φλόγα. Λόγω της ακραίας θέρμανσης, τα ηλεκτρόνια που υπάρχουν στο μεταλλικό ιόν διεγείρονται σε υψηλότερα επίπεδα ενέργειας. Όταν αυτά τα ηλεκτρόνια επιστρέφουν στη θεμελιώδη κατάσταση, μεταδίδουν ενέργεια που αντιστοιχεί σε ένα συγκεκριμένο μήκος κύματος και το χρώμα παρατηρείται. Μόνο το μήκος κύματος της ακτινοβολίας που αντιστοιχεί στην ορατή περιοχή του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος είναι ορατό στα μάτια. Τα υπόλοιπα δεν είναι. Όταν εισάγονται με τη φλόγα, συγκεκριμένα μεταλλικά ιόντα προσδίδουν συγκεκριμένο χρώμα.

Διαδικασία διεξαγωγής δοκιμής φλόγας

Η δοκιμή φλόγας είναι μια από τις πιο γρήγορες και απλές διαδικασίες στην αναλυτική χημεία. Μπορεί να πραγματοποιηθεί με δύο μεθόδους:

ΚΛΑΣΙΚΗ ΜΕΘΟΔΟΣ ΒΡΟΧΟΥ ΣΥΡΜΑΤΟΣ 

Ένας βρόχος πλατίνας ή νικελίου-χρωμίου καθαρίζεται βυθίζοντάς τον σε διάλυμα υδροχλωρικού οξέος ή νιτρικού οξέος. Ο βρόχος στη συνέχεια ξεπλένεται με απεσταγμένο νερό και φέρεται κάτω από τη φλόγα του καυστήρα bunsen για να ελεγχθεί η παρουσία ακαθαρσιών. Αν είναι καθαρό, δεν παράγεται χρώμα στη φλόγα λόγω του σύρματος. Αφού καθαριστεί σωστά η συρμάτινη θηλιά, βυθίζεται στο διάλυμα αλατιού ή σε μικρή ποσότητα αλατιού σε σκόνη και έρχεται σε επαφή με τη φλόγα του καυστήρα bunsen. Σημειώνεται το χρώμα που προσδίδει η φλόγα και ανιχνεύεται το μεταλλικό ιόν που υπάρχει στο δείγμα άλατος.

ΜΕΘΟΔΟΣ ΞΥΛΙΝΟΥ ΝΑΡΘΑΡΙΣΜΑΤΟΣ Ή ΒΑΜΒΑΚΟΥ  

Ξύλινοι νάρθηκες ή βαμβακερές μπατονέτες χρησιμοποιούνται ως αντικατάσταση του σύρματος πλατίνας ή νικελίου-χρωμίου. Οι ξύλινοι νάρθηκες μουλιάζονται σε απεσταγμένο νερό για έξι έως οκτώ ώρες. Στη συνέχεια, ο νάρθηκας ξεπλένεται και πλένεται με καθαρό νερό. Ο νάρθηκας, ο οποίος έχει υγρανθεί επαρκώς, χρησιμοποιείται για τη δοκιμή φλόγας. Ο νάρθηκας βυθίζεται στο δείγμα και στη συνέχεια απομακρύνεται από τη φλόγα του καυστήρα bunsen εντός δευτερολέπτων για να διατηρείται σταθερός. Ο νάρθηκας ή η μπατονέτα στη φλόγα θα πάρει φωτιά. Παρατηρείται το χρώμα της φλόγας και ανιχνεύονται τα μεταλλικά ιόντα που υπάρχουν στο δείγμα άλατος.

Ερμηνεία των αποτελεσμάτων με δοκιμή φλόγας

Τα χρώματα που παράγονται από τις φλόγες στη δοκιμή φλόγας παρατηρούνται και ταιριάζουν με γνωστά χρώματα φλόγας μετάλλων. Τα διαφορετικά χρώματα διαφορετικών μετάλλων απεικονίζονται στον παρακάτω πίνακα.

Χρώμα	Μεταλλικό Ιόν
Χρυσοκίτρινο	Νάτριο
Βιολετί	Κάλιο
Κόκκινο καρμίνι	Λίθιο
Τούβλο-κόκκινο	Ασβέστιο
Μήλο-πράσινο	Βάριο, Μολυβδαίνιο
Πράσινο	Χαλκός, Τιτάνιο
Βυσσινί-κόκκινο	Στρόντιο
Ασημί-λευκό	Αλουμίνιο
Μπλε	Αρσενικό
Φωτεινό πράσινο	Βόριο
Φωτεινό πορτοκαλί	Άνθρακας
Απαλό μπλε	Γερμάνιο
Γκρι-λευκό	Προηγούμενος
Μπλε-λευκό	Κασσίτερος

Συμπέρασμα

Η δοκιμή φλόγας είναι μια αναλυτική τεχνική που χρησιμοποιείται για την οπτική ανίχνευση της παρουσίας μεταλλικών ιόντων με βάση το φάσμα εκπομπής τους που παράγεται όταν το δείγμα έρχεται σε επαφή με τη φλόγα. Το χρώμα που παράγεται από τη φλόγα οφείλεται στην κίνηση των ηλεκτρονίων που υπάρχουν στα μεταλλικά ιόντα. Γενικά, τα αλογονίδια μετάλλων χρησιμοποιούνται για δοκιμές φλόγας καθώς είναι εξαιρετικά πτητικά. Μόνο το μήκος κύματος της ακτινοβολίας που αντιστοιχεί στην ορατή περιοχή του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος είναι ορατό στα μάτια. Τα υπόλοιπα δεν είναι. Όταν εισάγονται με τη φλόγα, συγκεκριμένα μεταλλικά ιόντα προσδίδουν συγκεκριμένο χρώμα. Η κλασική μέθοδος με σύρμα και η μέθοδος ξύλινου νάρθηκα ή βαμβακερής μπατονέτας χρησιμοποιούνται για τη διεξαγωγή δοκιμών φλόγας.