relazione: saggi alla fiamma

RELAZIONE: SAGGI ALLA FIAMMA

Giulia Condito

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Premessa teorica

Secondo il modello atomico, presentato dal fisico danese Niels Bhor nel 1913, gli atomi di un elemento allo stato di gas a bassa pressione, quando vengono attraversati da una scarica elettrica, assorbono energia. Una volta assorbita l'energia, gli atomi,abbandonano il loro stato fondamentale, vengono detti "eccitati" e sono in grado di emettere energia sotto forma di radiazioni luminose, il cui colore è caratteristico per ogni elemento. Ad esempio il neon emette una luce di colore giallo-arancione e l'idrogeno una luce rosata. Bhor fu il primo a rendersi conto che la luce emessa dagli atomi eccitati non era costituita da uno spettro continuo di radiazioni ma da poche righe intervallate da zone buie. Venne cosi formulata la teoriadello spettro di emissione a righe, il quale determina il colore emesso dagli atomi eccitati di ogni elemento.

Definizione

Definiamo il saggio alla fiamma come un semplice esperimento, basato su analisi di tipo qualitativa, che ha lo scopo di verificare la presenza di ioni di metalli alcanili, di metalli alcalini-ferrosi e di alcuni metalli di transizione. Questa presenza viene determinata in base all'emissione di luce a determinate frequenze da parte degli atomi eccitati. Sullo stesso principio di questo esperimento vengono, da anni, sviluppati i fuochi d'artificio.

Scopo dell'esperieza

Lo scopo dell'esperienza è quello di identificare i vari elementi della tavola periodica riconoscendoli dal coloro che conferiscono alla fiamma una volta riscaldati al becco di Bunsen.

Attrezzature

• Becco di Bunsen
• Filo di platino o di nichel-cromo fissato su apposito supporto o su bacchetta di vetro
• Vetrini da orologio conteneti le sostanze da analizzare
• Portaprovette
• Provette

Materiali e reagenti

• Acido cloridico concentrato
• Cloruro di litio, cloruro di potassio,cloruro di sodio, cloruro di calcio, cloruro di stronzio, cloruro di rameico, cloruro di bario

Procedimento

Bisogna accendere il Bunsen e ruotare l'anello, che si trova alla base del becco, finchè la fiamma non diventa di colore azzurro. Si pulisce il filo di platino, o di nichel-cromo, immergendolo in una provetta di acido cloridico e avvicinandolo alla fiamma del Bunsen. Questo procedimento deve essere ripetuto finchè la fiamma non presenterà più alcuna colorazione.

Tramite una spatola, rigorosamente pulita e di piccole dimensioni, si preleva una piccola quantità del materiale in analisi e lo si deposita su un vetrino da orologio. A questo punto si immerge nuovamente il filo di platino, o nichel cromo, già precedentemente pulito, nell'acido.

L'acido ha il compito i far aderire il materiale in analisi al filo e di trasformarlo, nel caso già non lo fosse, in cloruro e cioè un sale particolarmente volatile. Successivamente si raccoglie una piccola quantità di materiale e la si avvicina al Bunsen. Si osservano i colori e le caratteristiche della fiamma.

Si ripete la procedura per ogni sale disponbile ripulendo ogni volta e accuratamente il filo. Si raccolgono i dati dell'esperienza in una tabbella come quella di fianco. Una volta raccolti i dati di possono mescolare a due a due i sali e provare a risalire ai componenti del composto in base al colore della fiamma.

Accorgimenti

- è possibile che il sale da analizzare presenti dei granuli e che non sia perfettamente polverizzato. In questo stato non si può realizzare l'esperimento quindi bisogna assicurarsi di lavorare accuratamente il materiale al mortaio.-bisogna essere accurati nella pulizia del filo con l'acido poichè se rimangono tracce del sale precedente il risultato dei successivi non sarà veritiero. -pulendo più volte il filo potrebbero formarsi dei grumi che devono essere lavorati con la carta vetro. -l'esperimento, dall'inizio alla fine, deve essere svolto sotto la guida di un esperto e rispettando le norme di sicurezza del laboratorio.

litio

calcio

Conclusione

cobalto

Come gà detto precedentemente, al termine dell'esperienza si sarà potuto osservare che ad ogni elemento corrisponde un colore. Il fenomeno si verifica a causa delle eccitazioni elettroniche e delle corrispondenti riemissioni radiative da e per orbitali atomici che corrispondono a discreti salti di energia ben precisi e dipendenti dagli elementi considerati. Quello che è stato precedentemente detto è confermato dall'equazione di Plank: E=hv, dove v è la frequenza corrispondente al salto elettronico di energia. Ogni elemento emetterà radiazioni che daranno alla fiamma la colorazione tipica per ognuno.

bario

rame

potassio

Alcuni esempi di saggi alla fiamma