美丽的焰色反应

来源 :中学生数理化·八年级物理人教版 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liongliong522
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  图中的小红同学在做什么呢?原来是小红碰到了一个难题:她想鉴定一下手中的金子是不是纯金,但又想不出什么好办法。或许大家都会想起古希腊时阿基米德做的那个著名实验——将需要测定的金块和一块纯金分别放入一个盛满水的容器中,测量两者排出水的体积是否相同,这是利用不同金属具有不同密度的性质。小红当时也想到了这个方法,但没有纯金啊!突然,小红灵机一动,想到了一个不需要纯金就能鉴定的方法。只见她切下一小块金,放到酒精灯的火焰上灼烧,发现其火焰颜色呈绿色,小红立刻得出结论:这不是一块纯金。其实,小红所用的这个方法我国古时就有金匠用来判断金子的纯度了。古时有“七青八黄九紫十赤”的说法,这里面的数字指的就是金子的纯度。也就是说,金子的纯度不同,灼烧时火焰的颜色则不同。所以纯度为10的金子又称为赤金。那么,这其中到底蕴含着什么原理呢?
  暂且搁置这其中的原理,我们一起来看第二个小故事。罗伯特,威廉·伍德是一位美国的科学家。有一天,他吃完一盘烤鸡后对朋友说。倘若我们明天再来这儿吃饭,没准就会有今天吃剩的鸡骨头熬的汤。朋友自然不相信,伍德说他有办法证明。他从上衣口袋里掏出一小包粉末,撒在盘中剩下的骨头上。第二天,伍德和朋友们又来饭店。第一道菜上来之后,伍德就把一盏酒精灯放在桌上,朝火上滴了几滴菜汤。火焰立即变成紫红色。伍德搓着手喊道:“我昨天的猜想果然是正确的!”他解释说。昨天他把氯化锂撒在吃剩下的鸡骨头上了,产生的红色火焰说明汤里有氯化锂,可见这汤就是用昨天吃剩的鸡骨头做的。
  其实这两个小故事所涉及的原理是一样的,不管是小红同学还是科学家伍德,所利用的都是金属的焰色反应。那么,什么是焰色反应呢?焰色反应在我们生活中又有哪些具体应用呢?
  焰色反应是某些金属或它们的挥发性化合物在无色(或浅色)火焰中灼烧时使火焰呈现特征颜色的反应。
  当金属及其盐在火焰上灼烧时,原子中的电子吸收了能量,从能量较低的轨道跃迁到能量较高的轨道,但处于能量较高轨道上的电子是不稳定的。又会跃迁回能量较低的轨道,这时就将多余的能量以光的形式放出。由于不同金属原子结构不同,电子跃迁时能量变化不同,则释放不同波长的光。若波长在可见光范围内(波长为400nm~760nm),就能看到不同火焰颜色。从焰色反应所看到的特殊焰色,就是光谱谱线的颜色。每种元素的光谱都有一些特征谱线,因此可根据焰色来判断某种元素的存在。
  常见元素的焰色:钾紫钠黄锂紫红,铷紫铜绿钡黄绿;钙砖红,锶洋红,钴淡蓝,铁无色。
  第一个故事中,灼烧金块时的火焰颜色为绿色,说明金块中混有铜,那么必然不是纯金;第二个故事中,伍德利用锂的焰色验证了猜想。
  焰色反应除了能用来定性检验金属的种类外,最常用的莫过于用来制造烟火了。只要在制造烟火时加入特定的金属化合物,燃放时就会绚烂多彩。同学们如果有兴趣的话可以推测一下逢年过节时放的烟火里到底加入了哪些元素。
  
  责任编辑 侯秀姣
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