Окраска пламени солями металлов, страница 212 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Лабораторные опыты. Практикум - страница 212.

Условие.

Окраска пламени солями металлов

Прокалите в пламени спиртовки стальную или нихромовую проволоку до тех пор, пока она не будет окрашивать пламя. Затем опустите конец проволоки в дистиллированную воду и прикоснитесь им к кристаллам хлорида лития. Внесите проволоку в пламя горелки. Проделайте аналогичные опыты с хлоридами натрия, калия, кальция, бария, меди (II). Отметьте окраску пламени. Окрашивание пламени солями калия удобнее наблюдать через синее стекло.

Решение.

Решение 2.

Решение

Задание описывает лабораторную работу по качественному определению катионов металлов по окрашиванию пламени. Это аналитический метод, позволяющий определить присутствие определенных металлов в образце по характерному цвету, который они придают пламени.

Физико-химическая основа метода:
При попадании в высокотемпературную зону пламени соли металлов испаряются и частично диссоциируют на атомы. Энергия пламени возбуждает валентные электроны атомов, переводя их на более высокие, нестабильные энергетические уровни. При возвращении электронов в основное, стабильное состояние, избыток энергии излучается в виде световых квантов. Энергия кванта (и, следовательно, частота и цвет света) строго определена для каждого элемента, так как она соответствует разности энергий между электронными уровнями, уникальной для данного атома.

Ниже представлены ожидаемые результаты для каждого из указанных в задании хлоридов металлов.

Хлорид лития ($LiCl$)

При внесении пробы с хлоридом лития в пламя горелки наблюдается окрашивание пламени в яркий карминово-красный цвет.
Ответ: Пламя окрашивается в карминово-красный цвет.

Хлорид натрия ($NaCl$)

Соли натрия придают пламени очень интенсивный, яркий желтый цвет. Наличие даже следовых количеств натрия может вызвать сильное желтое окрашивание, которое способно маскировать цвета других элементов.
Ответ: Пламя окрашивается в интенсивный желтый цвет.

Хлорид калия ($KCl$)

Калий окрашивает пламя в нежный лиловый (светло-фиолетовый) цвет. Как указано в задании, для наблюдения этого цвета часто используют синее (кобальтовое) стекло. Это необходимо, чтобы отфильтровать интенсивное желтое излучение от неизбежных примесей натрия, которое иначе полностью скрыло бы лиловый цвет пламени от калия.
Ответ: Пламя окрашивается в лиловый (фиолетовый) цвет.

Хлорид кальция ($CaCl_2$)

Соли кальция окрашивают пламя в характерный оранжево-красный (кирпично-красный) цвет.
Ответ: Пламя окрашивается в оранжево-красный (кирпично-красный) цвет.

Хлорид бария ($BaCl_2$)

Присутствие ионов бария в пламени вызывает его окрашивание в желто-зеленый (салатовый) цвет.
Ответ: Пламя окрашивается в желто-зеленый цвет.

Хлорид меди(II) ($CuCl_2$)

Хлорид двухвалентной меди придает пламени яркое сине-зеленое или изумрудно-зеленое окрашивание. Этот цвет обусловлен присутствием как атомов меди, так и молекул $CuCl$ в пламени.
Ответ: Пламя окрашивается в сине-зеленый цвет.

Пояснения к процедуре эксперимента:

Прокаливание проволоки: Проволоку (стальную или нихромовую) необходимо предварительно прокалить в пламени до тех пор, пока она не перестанет его окрашивать. Это делается для удаления с поверхности проволоки загрязнений, в первую очередь солей натрия, которые присутствуют практически везде и могут исказить результаты опыта.

Использование синего стекла: Синее кобальтовое стекло поглощает свет в желтой части спектра. Это позволяет наблюдать фиолетовое окрашивание пламени от ионов калия, которое обычно маскируется более ярким желтым свечением от примесей натрия.