關(guān)于煙花顏色的探討

龔珺妮

【摘要】 金屬或它們的化合物在無色火焰中灼燒時(shí)會使火焰呈現(xiàn)一定特征的顏色。在化學(xué)上，常用于金屬元素的定性檢測。同時(shí)利用焰色反應(yīng)，人們在煙花中有意識地加入特定金屬元素，使焰火更加絢麗多彩。由于煙花的成分復(fù)雜，且不同金屬離子的焰色反應(yīng)會存在一定的干擾，因此本論文首先對煙花試樣中金屬元素作定性鑒定，然后用相應(yīng)的金屬鹽做焰色反應(yīng)，從而提高了實(shí)驗(yàn)的精確性和可觀察性。由分析可知，煙花五彩繽紛的焰色主要是由鈉、鉀、鍶、銅等金屬元素在高溫時(shí)發(fā)生焰色反應(yīng)所致。

【關(guān)鍵詞】 焰色反應(yīng) 煙花 灼燒 離子

【中圖分類號】 G633.8 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】 A 【文章編號】 1992-7711（2017）02-186-02

焰色反應(yīng)是某些金屬或它們的揮發(fā)性化合物在無色火焰中灼燒時(shí)使火焰呈現(xiàn)特征的顏色的反應(yīng)。因?yàn)槟承┙饘僭氐脑釉诮邮芑鹧嫣峁┑哪芰繒r(shí)，其外層電子將會被激發(fā)到能量較高的激發(fā)態(tài)。處于激發(fā)態(tài)的外層電子不穩(wěn)定，又要躍遷到能量較低的基態(tài)。不同元素原子的外層電子有著不同能量的基態(tài)和激發(fā)態(tài)。在這個過程中就會產(chǎn)生不同的波長的電磁波，如果這種電磁波的波長是在可見光波長范圍內(nèi)，就會在火焰中觀察到這種元素的特征顏色。利用元素的這一性質(zhì)就可以檢驗(yàn)一些金屬或金屬化合物的存在。煙花的成分復(fù)雜，且不同金屬離子之間的焰色相互干擾，給實(shí)驗(yàn)分析帶來一定困難。因此，我們首先對煙花中主要金屬元素作定性分析，然后利用對應(yīng)的硝酸鹽作焰色反應(yīng)，以排除不同元素之間的干擾。

1. 實(shí)驗(yàn)部分

1.1實(shí)驗(yàn)藥品及儀器

煙花試樣氫氧化鈉鹽酸四苯硼鈉溶液：20%乙酸鈾銑鋅—乙酸溶液玫瑰紅酸鈉溶液：0.2%氨水氯化銨硫化銨鎂試劑Ⅱ溶液茜素磺酸鈉溶液硝酸鉀硝酸鋁硝酸鍶硝酸銅硝酸鎂硝酸鈉集熱型電磁恒溫?cái)嚢鑳x鐵絲藍(lán)色鈷玻璃酒精噴燈

1.2煙花試樣的預(yù)處理，見圖1。

1.3煙花中金屬離子的鑒定

1.3.1鉀離子的鑒定

取1mL濾液（1）于試管中，加入1mL氫氧化鈉溶液，加熱（排除銨根離子的干擾），滴加四苯硼鈉溶液2滴。觀察并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

1.3.2鈉離子的鑒定

取幾滴濾液（1）于黑色點(diǎn)滴板上，加8滴～10滴乙酸鈾銑鋅—乙酸溶液，攪拌。觀察并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

1.3.3鋇離子的檢定

取2滴濾液（1）于定性濾紙上，加入1滴玫瑰紅酸鈉溶液。觀察并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

1.3.4鍶離子的檢定

取2滴濾液（1）酸鉀試紙上。1min后，向斑點(diǎn)邊緣滴加玫瑰紅溶液，如邊緣出現(xiàn)桔紅色斑點(diǎn)，加1+20鹽酸（體積分?jǐn)?shù)）。觀察并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

1.3.5鎂離子的鑒定

取lmL濾液（2）于試管中，加氨水調(diào)至堿性pH=l3，加0.05g氯化銨和2滴硫化銨，搖動試管有黑色沉淀生成。離心分離，取上層清液2滴于白色點(diǎn)滴板上，加1滴鎂試劑Ⅱ溶液。觀察并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

1.3.6鋁離子的鑒定

取2mL濾液（2），滴加氨水，使溶液呈堿性pH=l0，加2滴茜素磺酸鈉溶液，若有紅色絮狀沉淀生成，則再加入1mL10%乙酸（體積分?jǐn)?shù)）酸化。觀察并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

1.3.7二價(jià)銅離子的鑒定

取1mL濾液（2）于試管中，滴加氨水使溶液呈堿性。觀察并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

1.4焰色反應(yīng)實(shí)驗(yàn)

將鉑絲蘸稀鹽酸在無色火焰上灼燒至無色，重復(fù)三次。然后蘸取碳酸鈉溶液在焰上灼燒，觀察火焰顏色。采取同樣的操作，對鉀鹽、鍶鹽、鋇鹽、鋁鹽、鎂鹽、銅鹽進(jìn)行焰色反應(yīng)。觀察火焰顏色（觀察鉀離子時(shí)，須透過藍(lán)色鈷玻璃觀察）。

2. 結(jié)果與討論

2.1煙花中金屬元素的分析，見表1.

由表1可知，煙花中主要的金屬元素為鉀、鈉、鍶、鎂、鋁、銅等元素。

2.2金屬元素的焰色見圖2—7.

3. 結(jié)論

通過對煙花試樣中主要物質(zhì)的定性分析，我們得出了煙花試樣中的金屬元素為鈉、鉀、鎂、鋁、鍶、銅。由焰色反應(yīng)證明了鈉、鉀、鍶、銅等金屬在高溫灼燒時(shí)可發(fā)出一定的色彩，而鎂、鋁等金屬并不會發(fā)生焰色反應(yīng)。因此，我們可以得出煙花的色彩主要是鈉、鉀、鍶、銅離子發(fā)生焰色反應(yīng)所致，而鎂、鋁等金屬是還原劑，為焰色反應(yīng)提供能量。但是，煙花色彩的形成還有很多影響因素，金屬離子只是其中的彩色火焰藥劑，其他因素還有待于我們進(jìn)一步研究。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

[1]劉敏芳，程春愛.焰色反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是什么[J].山西教育學(xué)院學(xué)報(bào)，2012，3（3）：1-2.

[2]張雷，劉芳.焰色反應(yīng)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)研究[J].湖北第二師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2013，27（2）：1-3.

[3]GB/T15814.1—2010，煙花爆竹煙花藥成分定性測定[S].

[4]饒美香.煙火藥劑的焰色效應(yīng)[J].火工品，2009（5）：2-3.