浅析焰色反应及其实验改进措施

肖杰婷

【摘要】本文从焰色反应的起源、原理着手，对焰色反应在日常生活中的表现进行了总结，同时，对中学化学中焰色反应的实验提出了相应的改进措施。从而让我们对焰色反应及其实验有了更全面的认识和了解。

【关键词】焰色反应 起源 原理 改进

一、焰色反应的起源

焰色反应的发现起源于1741年，一位名叫波特的化学工作者发现了硼砂的酒精溶液燃烧时呈现出美丽的绿色火焰，他并由此制定了检查硼的特效反应。这便是最早运用的焰色反应。随后不久，瑞典人戈特里布为了更清楚地观察和区分当时从事制作玻璃工艺品的人们发现的某些金属氧化物会使玻璃熔块的火焰染上特殊的颜色现象，采用了铂丝进行实验，以求得火焰颜色的准确。1860年，德国化学家本生运用分光镜研究火焰，发现了铯元素，此后他又与基尔霍夫用同样的方法发现了镓。现今，仍有大量学者对引起焰色反应的各元素展开深入研究。

二、焰色反应的原理

焰色反应，也称作焰色测试及焰色试验，是某些金属或它们的化合物在无色火焰中灼烧时使火焰呈现特征的颜色的反应。其原理是每种元素都有其个别的光谱。在化学上，常用来测试某种金属是否存在于化合物。

焰色反应是物理变化。它并未生成新物质，焰色反应是物质原子内部电子能级的改变，通俗的说是原子中的电子能量的变化，不涉及物质结构和化学性质的改变。焰色反应是某些金属或它们的挥发性化合物在无色火焰中灼烧时使火焰呈现特征的颜色的反应。有些金属或它们的化合物在灼烧时能使火焰呈特殊颜色。

三、焰色反应在日常生活中的表现

焰色反应在我们日常生活中最主要的应用便是制作烟花，我们不难想象，烟花在燃烧的时候除了能够发光发亮之外，还能产生各种绚丽多彩的图案效果，主要是利用焰色反应的原理。而根据焰色反应的原理，我们也可以制作各种颜色的烟花，比如，根据焰色反应中各元素灼烧时所呈现的颜色（如表1所示），如果你想要制作红色的焰花，则可以加入氯化锶；如果想要绿色火焰的烟花，则可以加入氯化钡、氧化钡；如果想使烟花发出蓝色火焰，则可以加入氯化铜；而橙色与紫色则是利用能发出不同火焰颜色的混合药剂而制成的。

四、焰色反应实验的改进

在高中化学的学习中，我们都熟知了焰色反应实验的原理和方法，但是通过查阅大量文献资料，可以对此实验进行改进，具体如下：

（一）原始的实验方式与缺点

用传统的方法做焰色反应实验时操作复杂，耗时较长；由于铂丝蘸取的盐溶液的量较少，因此色斑较小，持续时间较短，实验的可见度和观赏性都较差，因而实验效果并不明显，且白天光线较强，晚上做这个实验效果会更好一些。基于以上原因，实验的改进是有必要的。

（二）改进后的实验方式与优点

（1）燃烧滤纸式焰色反应。将滤纸卷成较紧实的、外径为1mm、长度为2cm的圆筒，一半插入滴管的毛细管端；取下滴管的胶头，向滴管中滴入一种盐溶液约1mL；再套上胶头，使滴管倾斜约45。，在酒精灯外焰灼烧滤纸，观察现象；更换滤纸和滴管，可以做不同盐的焰色反应。

优点：实验材料价格低廉，操作简单易行；因滤纸中始终有灼烧液存在，基本避免了燃烧载体对实验效果的影响。

（2）燃烧棉花条或石棉线式焰色反应。在铁架台上固定一根长约50cm的玻璃棒；将脱脂棉制成长30cm、宽3cm的几个长条（或石棉线用酒精浸透），把几种金属盐的粉末分别均匀洒在棉花条上（或石棉线上），用酒精润湿；将棉花条按一定顺序缠绕在玻璃棒上，各条棉花的间隔约为10cm；点燃棉花，观察现象。

优点：能同时观察到多种金属的焰色反应，便于对比；操作简便，材料易取；此装置能够较长时间放置并且可多次反复使用。

（3）钾的焰色实验改进与优点。在我们所学的化学教材书中，钾的焰色反应实验方法如下：将铂丝或铁丝用盐酸洗净后放在酒精灯外焰上灼烧至没有颜色时，再蘸取碳酸钾在酒精灯外焰上灼烧，透过蓝色钴玻璃观察火焰的颜色。然而在实际中，蘸取碳酸钾溶液很难观察到紫色的焰色，而且碳酸钾粉末颗粒很小，不易蘸取，实验难以成功。因此，钾的焰色反应需要改进。将碳酸钾溶液改成碘化钾溶液，将铂丝或铁丝绕成圆盘压成勺状后，舀取一小块硝酸钾晶体（颗粒比碳酸钾大）在酒精灯火焰上灼烧，观察火焰颜色。

优点：不用蓝色钴玻璃也能明显地观察到钾的紫色焰色。

五、总结

焰色反應在创造烟花给予我们绚丽的世界的同时，也使我们的化学学习充满趣味。我们利用自己所学的知识，对焰色反应的实验加以改进，在使实验效果更好的同时也落实自己的学习。因此，我们需要利用知识来对生活中不足的地方做出更多的改进。endprint