Quels métaux colorent la flamme de différentes couleurs. Comment faire des flammes colorées

Mettez du chlorure de lithium cristallin dans une tasse en porcelaine, humidifiez avec quelques gouttes d'alcool et mettez le feu. Observez la couleur rouge vif de la flamme. Faites une expérience similaire avec les chlorures de sodium, potassium, calcium, strontium et baryum. Observez respectivement les colorations jaune, violette, rouge-orange, rouge et verte.

DURETÉ DE L'EAU

3. Détermination de la dureté carbonatée de l'eau du robinet.

Fiole jaugée ou bien mesurer 100 ml d'eau du robinet avec une pipette et l'ajouter dans le ballon de titrage. Ajouter 4 à 6 gouttes d'indicateur orange de méthyle et titrer avec une solution d'acide chlorhydrique de normalité connue jusqu'à ce que la couleur de la solution passe du jaune au rose.

Pendant le titrage, la réaction suivante se produit :

HCO 3 - + H + = H 2 O + CO 2

Répétez le titrage 3 fois. Calculer la dureté en mmol-eq/l selon la formule :

où V (HCl) est le volume moyen d'acide chlorhydrique utilisé pour le titrage.

Faites de même pour l'eau de fonte ou pour l'eau d'un réservoir ouvert. Analysez les résultats obtenus en comparant la dureté de l'eau.

Questions pour la préparation :

1. caractéristiques générales sous-groupes IA. Métaux alcalins dans la nature, méthodes pour les obtenir. Physique et Propriétés chimiques métaux alcalins. L'utilisation de métaux alcalins. Composé de métaux alcalins.

2. Magnésium. Composés naturels. Obtenir du magnésium. Propriétés physiques et chimiques du magnésium. Oxyde, hydroxyde, sels de magnésium.

3. Sous-groupe de calcium. Composés naturels, obtention de métaux du sous-groupe. Propriétés (physiques et chimiques) des métaux alcalino-terreux. Oxydes et hydroxydes de métaux alcalino-terreux. Sels de métaux alcalino-terreux.

4. Les métaux, leur place dans système périodique, caractéristiques de la structure des atomes. Propriétés chimiques générales des métaux. Une gamme de potentiels d'électrodes standard.

5. Métaux dans technologie moderne... Les principales méthodes de production industrielle de métal. Electrolyse de composés métalliques dans des masses fondues et des solutions aqueuses. Corrosion des métaux et méthodes de protection contre la corrosion.

6. Dureté de l'eau et méthodes d'élimination.

1. Akhmetov NS Chimie générale et inorganique. M. : Lycée. 1981 .-- 640 p.

2. Chimie générale. / Éd. MANGER. Sokolovskaya, L.S. Guzea. M. : Université d'État de Moscou. 1989 .-- 640 p.

3. Glinka N.L. Chimie générale. L. : Chimie. 1981 .-- 720 p.

4. Glinka N.L. Tâches et exercices de chimie générale. L. : Chimie. 1987 .-- 264 p.

5. Babich L.V., Balezin S.A., Glikina F.B. Atelier sur la chimie inorganique. M. : Éducation. 1978 .-- 312 p.

6. Rabinovich V.A., Khavin Z.Ya. Un petit livre de référence chimique. L. : Chimie. 1991 .-- 432 p.

7. Lurie Yu. Yu. Manuel de chimie analytique. M. : Chimie. 1979 .-- 480 p.

8. Shulgin V.F. De courte durée cours de chimie générale et inorganique. Simferopol, Université nationale de Tauride du nom Vernadsky, 2000 .-- 186 p.

9. Perelman A.I. Géochimie. M. : Supérieur. shk. 1989 .-- 528 p.

10. Stadnitsky G.V., Rodionov A.I. Écologie. M. : Supérieur. shk. 1988 .-- 488 p.

Dyldina Julia

La flamme peut avoir une couleur différente, tout ne dépend que du sel métallique qui y est ajouté.

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MAOU SOSH 40

Sujet

La coloration à la flamme comme l'une des méthodes de la chimie analytique.

Dyldin Yudiya,

Classe 9g, MAOU SOSH N°40

Superviseur:

Gurkina Svetlana Mikhailovna,

Professeur de biologie et chimie.

Perm, 2015

1. Introduction.
2. Chapitre 1 Chimie analytique.
3. Chapitre 2 Méthodes de chimie analytique.
4. Chapitre 3 Réactions de coloration à la flamme.
5. Conclusion.

Introduction.

Dès ma plus tendre enfance, j'ai été fasciné par le travail des chimistes. Ils semblaient être des magiciens qui, ayant appris quelques lois cachées de la nature, faisaient l'inconnu. Entre les mains de ces sorciers, les substances changent de couleur, s'enflamment, s'échauffent ou se refroidissent, explosent. Quand je suis arrivé aux cours de chimie, le rideau a commencé à se lever et j'ai commencé à comprendre comment se déroulent les processus chimiques. Le cours de chimie que j'ai suivi ne me suffisait pas, alors j'ai décidé de travailler sur le projet. Je voulais que le sujet sur lequel je travaille ait du sens, qu'il m'aide à mieux me préparer à l'examen de chimie et qu'il satisfasse mon envie de réactions belles et vives.

Coloration à la flamme avec des ions métalliques dans couleurs différentes nous apprenons dans les cours de chimie lorsque nous passons par les métaux alcalins. Lorsque je me suis intéressé à ce sujet, il s'est avéré que dans ce cas, il n'était pas entièrement divulgué. J'ai décidé de l'étudier plus en détail.

Cibler: A l'aide de ce travail, je veux apprendre à déterminer la composition qualitative de certains sels.

Tâches:

1. Familiarisez-vous avec la chimie analytique.
2. Étudier les méthodes de la chimie analytique et choisir la plus appropriée pour mon travail.
3. À l'aide d'une expérience, déterminez quel métal fait partie du sel.

Chapitre 1.

Chimie analytique.

Chimie analytique -branche de la chimie étudier composition chimique et en partie la structure des substances.

Le but de cette science est de déterminer les éléments chimiques ou groupes d'éléments qui composent la composition des substances.

Le sujet de son étude est l'amélioration de l'existant et le développement de nouvelles méthodes d'analyse, la recherche d'opportunités pour celles-ci application pratique, étudier fondements théoriques méthodes analytiques.

Selon la tâche des méthodes, une distinction est faite entre l'analyse qualitative et quantitative.

1. Analyse qualitative - un ensemble de méthodes chimiques, physico-chimiques et physiques utilisées pour détecter des éléments, des radicaux et des composés qui composent un analyte ou un mélange de substances. Dans une analyse qualitative, on peut utiliser des réactions chimiques caractéristiques facilement réalisables, dans lesquelles on peut observer l'apparition ou la disparition de la couleur, la précipitation ou la dissolution d'un précipité, la formation de gaz, etc.. Ces réactions sont appelées qualitatives et à l'aide de eux, on peut facilement vérifier la composition d'une substance.

L'analyse qualitative est le plus souvent réalisée dans des solutions aqueuses. Il est basé sur des réactions ioniques et permet de détecter les cations ou anions des substances qui y sont contenues. Robert Boyle est considéré comme le fondateur de cette analyse. Il a introduit ce concept de éléments chimiques comme sur les parties basiques non décomposables des substances complexes, après quoi il systématise toutes les réactions qualitatives connues à son époque.

1. Analyse quantitative - un ensemble de méthodes chimiques, physico-chimiques et physiques pour déterminer le rapport des composants qui composent

analyte. A partir des résultats, il est possible de déterminer les constantes d'équilibre, les produits de solubilité, les masses moléculaires et atomiques. Une telle analyse est plus difficile à réaliser, car elle nécessite une approche précise et plus minutieuse, sinon les résultats peuvent donner des erreurs élevées et le travail sera réduit à zéro.

L'analyse quantitative est généralement précédée d'une analyse qualitative.

Chapitre 2.

Méthodes d'analyse chimique.

Les méthodes d'analyse chimique sont divisées en 3 groupes.

1. Méthodes chimiquesbasé sur réactions chimiques.

Dans ce cas, seules peuvent être utilisées pour l'analyse les réactions qui s'accompagnent d'un effet extérieur visuel, par exemple, un changement de couleur de la solution, la libération de gaz, la précipitation ou la dissolution de précipités, etc. Ces effets extérieurs seront servir de signaux analytiques dans ce cas. Se produisant des modifications chimiques sont appelées réactions analytiques, et les substances qui provoquent ces réactions sont appelées réactifs chimiques.

Tout méthodes chimiques divisé en deux groupes :

1. La réaction est effectuée en solution par voie dite "humide".
2. La méthode pour effectuer l'analyse avec des solides sans l'utilisation de solvants, une telle méthode est appelée "chemin sec". Elle est divisée en analyse pyrochimique et analyse par frottement. Àanalyse pyrochimique etLa substance d'essai est chauffée dans une flamme brûleur à gaz... Dans ce cas, les sels volatils (chlorures, nitrates, carbonates) d'un certain nombre de métaux confèrent une certaine couleur à la flamme. Une autre méthode d'analyse pyrotechnique consiste à obtenir des perles colorées (verres). Pour obtenir des perles, des sels et des oxydes métalliques sont fusionnés avec du tétraborate de sodium (Na2 B4O7 "10H2O) ou de l'hydrogénophosphate de sodium et d'ammonium (NaNH4HP04 4H20) et la couleur des verres obtenus (perles) est observée.
3. Méthode de frottement a été proposé en 1898 F.M. Flavitsky. La substance d'essai solide est triturée avec un réactif solide, tandis que l'effet externe est observé. Par exemple, les sels de cobalt avec le thiocyanate d'ammonium peuvent donner une coloration bleue.

1. Lorsqu'il est analysé par des méthodes physiquesétudier propriétés physiques substances à l'aide d'instruments, sans recourir à des réactions chimiques. Les méthodes physiques comprennent l'analyse spectrale, la luminescence, la diffraction des rayons X et d'autres méthodes d'analyse.
2. Utiliser des méthodes physiques et chimiquesétudier les phénomènes physiques qui se produisent dans les réactions chimiques. Par exemple, dans la méthode colorimétrique, l'intensité de la couleur est mesurée en fonction de la concentration de la substance ; dans l'analyse conductométrique, la variation de la conductivité électrique des solutions est mesurée.

Chapitre 3.

Travail de laboratoire.

Réactions de coloration de la flamme.

Cibler: Etudier la coloration de la flamme d'une lampe à alcool avec des ions métalliques.

Dans mon travail, j'ai décidé d'utiliser la méthode d'analyse pyrotechnique de la coloration des flammes avec des ions métalliques.

Substances d'essai :sels métalliques (fluorure de sodium, chlorure de lithium, sulfate de cuivre, chlorure de baryum, chlorure de calcium, sulfate de strontium, chlorure de magnésium, sulfate de plomb).

Équipement: tasses en porcelaine, alcool éthylique, tige de verre, acide chlorhydrique concentré.

Pour effectuer le travail, j'ai fait une solution de sel dans de l'alcool éthylique, puis j'y ai mis le feu. J'ai mené mon expérience plusieurs fois, à la dernière étape, les meilleurs échantillons ont été sélectionnés, après quoi nous avons réalisé une vidéo.

Conclusion :

Les sels volatils de nombreux métaux colorent la flamme dans une variété de couleurs caractéristiques de ces métaux. La couleur dépend des vapeurs incandescentes de métaux libres, qui sont obtenues à la suite de la décomposition thermique des sels lorsqu'ils sont introduits dans la flamme du brûleur. Dans mon cas, ces sels étaient du fluorure de sodium et du chlorure de lithium, ils donnaient des couleurs vives et saturées.

Conclusion.

L'analyse chimique est utilisée par l'homme dans de très nombreux domaines, dans les cours de chimie, nous ne nous familiarisons qu'avec un petit domaine de cette science complexe... Les techniques utilisées en analyse pyrochimique sont utilisées en analyse qualitative comme test préliminaire à l'analyse d'un mélange de solides ou comme réactions de vérification. Dans l'analyse qualitative, les réactions « sèches » ne jouent qu'un rôle auxiliaire, elles sont généralement utilisées comme tests primaires et réactions de vérification.

De plus, ces réactions sont utilisées par les humains dans d'autres industries, par exemple dans les feux d'artifice. Comme on le sait, les feux d'artifice sont des lumières décoratives de différentes couleurs et formes, obtenues en brûlant des compositions pyrotechniques. Ainsi, diverses substances combustibles sont ajoutées à la composition des feux d'artifice de la pyrotechnie, parmi lesquelles les éléments non métalliques (silicium, bore, soufre) sont largement représentés. Dans le processus d'oxydation du bore et du silicium, une grande quantité d'énergie est libérée, mais pas formée produits de gaz, par conséquent, ces substances sont utilisées pour fabriquer des fusibles à action retardée (pour enflammer d'autres composés à un certain moment). De nombreux mélanges comprennent des matières carbonées organiques. Par exemple, le charbon de bois (utilisé dans la poudre noire, les projectiles de feux d'artifice) ou le sucre (les grenades fumigènes). Des métaux chimiquement actifs (aluminium, titane, magnésium) sont utilisés, dont la combustion à haute température donne une lumière vive. Ils ont commencé à utiliser cette propriété pour lancer des feux d'artifice.

Au cours du travail, j'ai réalisé à quel point il est difficile et important de travailler avec des substances, tout n'a pas été pleinement réussi, comme je le souhaiterais. En règle générale, dans les cours de chimie, il n'y a pas assez de pratique, grâce à laquelle les compétences théoriques sont mises en pratique. Le projet m'a permis de développer cette compétence. De plus, c'est avec grand plaisir que j'ai présenté à mes camarades de classe les résultats de mon travail. Cela les a aidés à consolider leurs connaissances théoriques.

Coloration à la flamme avec des sels métalliques

Sels de certains éléments métalliques (* quelle?) lorsqu'il est introduit dans une flamme, le tacher. Cette propriété peut être utilisée en analyse qualitative pour détecter les cations de ces éléments dans l'échantillon à l'étude.

Un fil nichrome est nécessaire pour l'expérience. Il doit être rincé en conc. HCl et s'enflammer dans une flamme de brûleur. Si la flamme est colorée lors de l'insertion du fil, répétez le traitement HCl.

Immerger le fil dans la solution saline d'essai et l'amener dans la flamme. Marquez la couleur. Après chaque expérience, rincez et chauffez le fil jusqu'à ce que la couleur de la flamme disparaisse.

Expériences sur le thème "Métaux des groupes I et II"

1. Colorer la flamme

Réalisez une expérience sur la coloration à la flamme avec des chlorures de métaux alcalins et alcalino-terreux. * Pourquoi prendre des chlorures et pas d'autres sels ?

Coloration à la flamme aux sels (de gauche à droite) : lithium, sodium, potassium, rubidium, césium, calcium, strontium, baryum.

(photo de la flamme de potassium - V.V. Zagorsky)

2. Combustion du magnésium dans l'air

Prenez un morceau de ruban de magnésium avec des pinces à creuset et brûlez-le sur un bol en porcelaine. Prouvez quel est le produit. * Comment faire?

3. Interaction du magnésium avec l'eau et les acides

A) Versez de l'eau dans un tube à essai, ajoutez de la phénolphtaléine et ajoutez de la poudre de magnésium. Chauffer le tube si nécessaire. * Pensez à la façon dont le calcium interagit avec l'eau.

B) Versez 1 ml conc. HCl, et dans le second - 1 ml conc. HNO3. Placez un morceau de ruban de magnésium dans chaque tube. * Quels produits sont formés ? Comment cela peut-il être prouvé ?

Expériences sur le thème "Aluminium"

1. Interaction de l'aluminium avec les acides et les alcalis

Pour étudier l'interaction des granulés d'aluminium avec des solutions dans des éprouvettes :

	Dans le froid	lorsqu'il est chauffé
conc. H 2 SO 4

Disposer les observations sous forme de tableau.

* Rappelez-vous comment l'aluminium réagit avecNaOH.

2. Hydroxyde d'aluminium

Obtenez de l'hydroxyde d'aluminium dans trois tubes à essai en faisant tomber une solution d'ammoniaque 1 M dans 1 ml de solution de sel d'aluminium. Affectez l'hydroxyde dans le premier tube à essai avec un excès de solution d'ammoniac, dans le second - avec une solution de HCl, dans le troisième - avec une solution de NaOH. Dans la solution obtenue dans le troisième tube à essai (* quelle est cette solution ?), sautez le CO 2. * Comment et dans quel appareil l'obtenir ?

3. Hydrolyse des sels d'aluminium

A) Déterminer le pH de la solution de chlorure d'aluminium. * Expliquez le résultat en utilisant la constante de processus.

B) Ajouter une solution de carbonate de sodium 1 M à la solution de chlorure d'aluminium.

4. Aluminothermie(une des expériences, de votre choix, est réalisée sous traction, en présence d'un enseignant)

A) Production aluminothermique de chrome

Placer un mélange sec et homogène de 3 g de poudre de fluorure de calcium (* pourquoi est-ce?), poudres de 1 g Cr 2 O 3 et 0,8 g de bichromate de potassium, 0,5 g de poudre d'aluminium fraîchement sciée. Faites un trou au milieu, versez-y un mélange de poudre de magnésium et de peroxyde de baryum, dans lequel insérez un long ruban de magnésium. Placer le creuset dans un bain de sable pour que tout soit dans le sable. Mettez le feu à la bande de magnésium avec une torche allumée insérée dans un long tube de verre. A la fin de la réaction, laisser refroidir le creuset, le casser et retirer la "bille" de chrome.

(photo de V. Bogdanov)

B) Production aluminothermique de fer

Mettre un mélange sec et homogène de 1,8 g d'oxyde de fer (III) et 0,5 g de poudre d'aluminium fraîchement sciée dans un creuset en chamotte (ou une livre en amiante). Faites un trou au milieu, versez-y 0,8 g de permanganate de potassium. Au milieu du tas de permanganate, faites un autre trou avec un tube à essai vide. Placer le creuset dans un bain de sable pour que tout soit dans le sable. Versez un peu de glycérine dessus pour qu'elle n'entre en contact qu'avec le permanganate, mais pas avec la surface du mélange réactionnel. En fin de réaction, laisser refroidir le creuset, le casser et retirer la "bille" de fer.

La description:

En mouillant la plaque de cuivre dans de l'acide chlorhydrique et en l'amenant jusqu'à la flamme du brûleur, nous remarquons un effet intéressant - la coloration de la flamme. Le feu scintille de belles teintes bleu-vert. La vue est assez impressionnante et envoûtante.

Le cuivre donne des flammes teinte verte... Avec une teneur élevée en cuivre dans le matériau combustible, la flamme aurait une couleur vert vif. Les oxydes de cuivre donnent une couleur vert émeraude. Par exemple, comme vous pouvez le voir sur la vidéo, lorsque le cuivre est humidifié avec de l'acide chlorhydrique, la flamme devient bleue avec une teinte verdâtre. Et les composés calcinés contenant du cuivre imbibés d'acide colorent la flamme d'une couleur bleu azur.

Pour référence: Couleur verte et le baryum, le molybdène, le phosphore, l'antimoine donnent aussi leurs nuances au feu.

Explication:

Pourquoi la flamme est-elle visible ? Ou qu'est-ce qui détermine sa luminosité?

Certaines flammes sont presque invisibles, tandis que d'autres, au contraire, brillent très fort. Par exemple, l'hydrogène brûle avec une flamme presque totalement incolore ; la flamme de l'alcool pur brille également très faiblement, et une bougie et une lampe à pétrole brûlent d'une flamme brillante et brillante.

Le fait est que la luminosité plus ou moins grande de toute flamme dépend de la présence de particules solides incandescentes en elle.

Le carburant contient plus ou moins de carbone. Les particules de carbone, avant qu'elles ne brûlent, brillent, - c'est pourquoi la flamme d'un brûleur à gaz, d'une lampe à pétrole et d'une bougie brille - parce que des particules de carbone incandescentes l'illuminent.

Ainsi, il est possible de faire briller une flamme non lumineuse ou faiblement lumineuse, en l'enrichissant en carbone ou en chauffant avec elle des substances incombustibles.

Comment obtenir des flammes multicolores ?

Pour obtenir une flamme colorée, ce n'est pas du carbone qui est ajouté à la substance brûlante, mais des sels de métaux qui colorent la flamme d'une couleur ou d'une autre.

La méthode standard pour colorer une flamme de gaz faiblement lumineuse consiste à ajouter des composés métalliques sous forme de sels volatils - généralement des nitrates (sel d'acide nitrique) ou des chlorures (sel d'acide chlorhydrique) :

Jaune- sels de sodium,

rouge - sels de strontium, calcium,

vert - sels de césium (ou de bore, sous forme d'éther de bore éthylique ou de bore méthylique),

bleu - sels de cuivre (sous forme de chlorure).

V le bleu colore la flamme du sélénium et le bleu-vert - le bore.

Cette capacité des métaux brûlants et de leurs sels volatils à conférer une certaine couleur à une flamme incolore est utilisée pour obtenir des feux colorés (par exemple, en pyrotechnie).

Qu'est-ce qui détermine la couleur de la flamme (langage scientifique)

La couleur d'un feu est déterminée par la température de la flamme et les produits chimiques qui y sont brûlés. Chaleur la flamme permet aux atomes de sauter pendant un certain temps dans un état d'énergie plus élevé. Lorsque les atomes reviennent à leur état d'origine, ils émettent de la lumière à une longueur d'onde spécifique. Elle correspond à la structure des coques électroniques de cet élément.