اختبار اللهب

📅 آخر تحديث: ٢٨ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٨ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 27 صور
الموسوعة الحرة
تم إجراء اختبار اللهب على هاليد النحاس . ويعود اللون الأزرق المخضر المميز للهب إلى النحاس.

اختبار اللهب هو اختبار سريع نسبيًا للكشف عن وجود بعض العناصر في العينة. هذه التقنية قديمة ومشكوك في موثوقيتها، ولكنها كانت في السابق جزءًا من التحليل النوعي للمواد غير العضوية . ترتبط هذه الظاهرة بالألعاب النارية وقياس طيف الانبعاث الذري . [ 1 ] يُفهم لون اللهب من خلال مبادئ انتقال الإلكترون الذري والانبعاث الضوئي ، حيث تتطلب العناصر المختلفة مستويات طاقة ( فوتونات ) مميزة لانتقالات الإلكترون. [ 2 ] [ 3 ]

تاريخ

اخترع روبرت بنسن موقد بنسن الشهير عام 1855، والذي كان مفيدًا في اختبارات اللهب نظرًا لشعلته غير المضيئة التي لا تؤثر على الألوان المنبعثة من المواد المختبرة. [ 4 ] [ 1 ] أدى استخدام موقد بنسن مع موشور (لترشيح تداخل ألوان الملوثات ) إلى ابتكار المطياف ، القادر على إصدار الطيف الضوئي لعناصر مختلفة. [ 1 ] في عام 1860، لاحظ بنسن وجوستاف كيرشوف ظهورًا غير متوقع للونين الأزرق السماوي والأحمر الداكن في الأطياف الضوئية ، مما أدى إلى اكتشاف فلزين قلويين ، هما السيزيوم (أزرق سماوي) والروبيديوم (أحمر داكن). [ 4 ] [ 1 ] واليوم، تُستخدم هذه الطريقة منخفضة التكلفة في التعليم الثانوي لتعليم الطلاب كيفية الكشف عن المعادن في العينات نوعيًا. [ 2 ]

عملية

اختبار اللهب الذي يُظهر وجود الليثيوم
اختبار اللهب لبعض أيونات المعادن

يتضمن اختبار اللهب تعريض عينة من العنصر أو المركب للهب ساخن غير مضيء، ومراقبة لون اللهب الناتج. [ 4 ] يمكن تحضير المركب على شكل معجون باستخدام حمض الهيدروكلوريك المركز، حيث أن هاليدات المعادن ، لكونها متطايرة، تعطي نتائج أفضل. [ 5 ] يمكن تجربة أنواع مختلفة من اللهب للتحقق من دقة اللون. يُقترح استخدام أعواد خشبية، وأسلاك نيكروم ، وأسلاك بلاتينية ، وقضبان مغنيسيا ، وأعواد قطنية، ورغوة ميلامين كدعامات . [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] تُعد احتياطات السلامة بالغة الأهمية نظرًا لقابلية بعض المواد للاشتعال وسميتها . [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ] [ 6 ] عند استخدام عود خشبي، يجب الحرص على تحريكه برفق عبر اللهب بدلًا من تثبيته فيه لفترات طويلة، لتجنب اشتعاله. كما اقتُرح استخدام مسحة قطنية أو رغوة الميلامين (المستخدمة في إسفنجات التنظيف "الممحاة") كدعامة. [ 7 ] [ 8 ] [ 6 ] يُعد الصوديوم مكونًا أو ملوثًا شائعًا في العديد من العينات، [ 2 ] ويميل طيفه إلى الهيمنة على العديد من اختبارات اللهب الأخرى. [ 5 ] غالبًا ما يُنظر إلى لهب الاختبار من خلال زجاج أزرق كوبالت لتصفية اللون الأصفر للصوديوم وتسهيل رؤية أيونات المعادن الأخرى.

يعتمد لون اللهب عمومًا على درجة الحرارة وكمية الأكسجين المُغذّى؛ انظر ألوان اللهب . [ 5 ] يستخدم هذا الإجراء مذيبات ولهبًا مختلفين لرؤية لهب الاختبار من خلال زجاج أزرق كوبالت أو زجاج ديديميوم لترشيح الضوء المتداخل للملوثات مثل الصوديوم. [ 12 ]

تخضع اختبارات اللهب لعدد من القيود. فنطاق العناصر التي يمكن الكشف عنها بشكل قاطع في ظل الظروف القياسية محدود. بعض العناصر تُصدر إشعاعًا ضعيفًا، بينما يُصدر البعض الآخر (مثل الصوديوم) إشعاعًا قويًا جدًا. لا يُنتج الذهب والفضة والبلاتين والبلاديوم وعدد من العناصر الأخرى لون لهب مميزًا، على الرغم من أن بعضها قد يُصدر شرارات (كما هو الحال مع التيتانيوم والحديد المعدنيين )؛ ويُقال إن أملاح البريليوم والذهب تُرسّب معدنًا نقيًا عند التبريد. [ 12 ] الاختبار شديد الذاتية .

مبدأ

إثارة الإلكترون

في اختبارات اللهب، تُثار الأيونات حراريًا. ثم تعود هذه الحالات المثارة إلى حالتها الأرضية مصحوبةً بانبعاث فوتون. طاقة الحالة (أو الحالات) المثارة والفوتون المنبعث منها هي خصائص مميزة للعنصر. وتعتمد طبيعة الحالتين المثارة والأرضية على العنصر فقط. في العادة، لا توجد روابط قابلة للكسر، وبالتالي لا تنطبق نظرية المدارات الجزيئية. يُعد طيف الانبعاث المُلاحظ في اختبار اللهب أساسًا لتحليل طيف انبعاث اللهب ، وتحليل طيف الانبعاث الذري ، وقياس طيف اللهب الضوئي . [ 4 ] [ 13 ]

العناصر المشتركة

لهيب ملون لمحاليل الميثانول لمركبات مختلفة، تحترق على القطن. من اليسار إلى اليمين: كلوريد الليثيوم ، كلوريد السترونتيوم ، كلوريد الكالسيوم ، كلوريد الصوديوم ، كلوريد الباريوم ، بورات ثلاثي الميثيل ، كلوريد النحاس ، كلوريد السيزيوم ، وكلوريد البوتاسيوم .

بعض العناصر الشائعة وألوانها المقابلة هي:

رمزاسماللون [ 5 ]صورة
الالألومنيومأبيض فضي ، وفي درجات حرارة عالية جدًا مثل القوس الكهربائي، أزرق فاتح
مثلالزرنيخأزرق
بالبورونأخضر فاتح
باالباريومأخضر تفاحي فاتحلهب ناتج عن احتراق كلوريد الباريوم في موقد بنسن
يكونالبريليومأبيض
ثنائي الجنسالبزموتأزرق سماوي
كاليفورنياالكالسيوملون الطوب/الأحمر البرتقالي؛ أخضر فاتح كما يُرى من خلال الزجاج الأزرق.
قرص مضغوطالكادميومأحمر طوبي
سيالسيريومأصفر
شركةالكوبالتأبيض فضي
Crالكرومأبيض فضي
جالسيزيومأزرق بنفسجي
Cu(I)النحاس (I)أزرق مخضر
Cu(II)النحاس (II) (غير الهاليد )أخضراختبار اللهب على كبريتات النحاس
Cu(II)هاليد النحاس (II)أزرق مخضر
Fe(II)الحديد (II)يتحول لون الذهب ، عند تسخينه بشدة مثل القوس الكهربائي، إلى اللون الأزرق الفاتح أو الأخضر، ثم إلى اللون البرتقالي البني.
Fe(III)الحديد (III)برتقالي-بنيلهب الحديد (III)، الناتج عن تفاعل الثرميت
جيالجرمانيومأزرق فاتح
حهيدروجينأزرق فاتح
Hfالهافنيومأبيض
الزئبقالزئبقأحمر
فيالإنديومأزرق نيلي
كالبوتاسيوماللون الليلكي غير مرئي من خلال الزجاج الأزرق الكوبالتي ( الأرجواني )
ليالليثيومأحمر قرمزي ؛ غير مرئي من خلال الزجاج الأخضر
المغنيسيومالمغنيسيومعديم اللون بسبب طبقة أكسيد المغنيسيوم، لكن حرق معدن المغنيسيوم يعطي لونًا أبيضًا شديدًا
Mn(II)المنغنيز (II)أخضر مصفر
شهرالموليبدينومأخضر مصفر
ناالصوديومأصفر ساطع؛ ذهبي؛ غير مرئي من خلال الزجاج الأزرق الكوبالتي . انظر أيضًا: مصباح بخار الصوديوم
ملاحظةالنيوبيومأخضر أو ​​أزرق
نيالنيكلعديم اللون إلى أبيض فضي
Pالفوسفورأزرق مخضر باهت
الرصاصيقودأزرق-أبيض
رعالراديومأحمر قرمزي
Rbالروبيديومأحمر بنفسجي
Sالكبريتأزرق
Sbالأنتيمونأخضر فاتح
العلومالسكانديومالبرتقالي
سيالسيلينيومأزرق سماوي
سنالقصديرأزرق-أبيض
كبيرالسترونتيومقرمزي إلى أحمر قرمزي؛ مصفر من خلال الزجاج الأخضر وبنفسجي من خلال الزجاج الأزرق الكوبالتي
تاالتنتالومأزرق
تيالتيلوريومأخضر فاتح
تيالتيتانيومأبيض فضي
تي إلالثاليومأخضر نقي
Vالفاناديومأخضر مصفر
دبليوالتنجستنأخضر
Yالإيتريومقرمزي، أو قرمزي داكن، أو أحمر قرمزي
الزنكالزنكعديم اللون إلى أزرق مخضر
زركونيومالزركونيومأحمر باهت/خفيف

انظر أيضاً

مراجع

  1. 1 2 3 4 "هذا الشهر في تاريخ الفيزياء" . www.aps.org . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2 نوفمبر 2023 .
  2. مورايس ، إدغار ب .؛ دا سيلفا، نيلبرت س.أ.؛ دي مورايس، كاميلو دي ل.م.؛ نيفيس، لويز س. داس؛ ليما، كاسيو م.ج. دي (11-11-2014). "طريقة منخفضة التكلفة لتحديد كمية الصوديوم في ماء جوز الهند ومياه البحر لمختبر الكيمياء التحليلية لطلاب البكالوريوس: اختبار اللهب، وكاميرا الهاتف المحمول، ومعالجة الصور" . مجلة التعليم الكيميائي . 91 (11): 1958-1960 . Bibcode : 2014JChEd..91.1958M . doi : 10.1021/ed400797k . ISSN 0021-9584 . 
  3. ↑ واكوفيتش-سغاربي، شيرلي؛ قسم الكيمياء في لانغارا (2018). "8.2 تكميم طاقة الإلكترونات" . منشورات بريس بوكس، حرم جامعة بي سي .
  4. 1 2 3 4 "روبرت بنسن وجوستاف كيرشوف" . معهد تاريخ العلوم . تم الاطلاع عليه بتاريخ 21-10-2023 .
  5. 1 2 3 4 هيلمنستين، آن (15 يونيو 2022). "ألوان اختبار اللهب وإجراءاته (الكيمياء)" . ملاحظات ومشاريع علمية . تم الاسترجاع في 1 نوفمبر 2023 .
  6. 1 2 3 كلارك، جيم (أغسطس 2018). "اختبارات اللهب" . chemguide.co.uk . مؤرشف من الأصل في 27 نوفمبر 2020. تم الاطلاع عليه في 10 يناير 2021 .
  7. 1 2 سانجر، مايكل جيه؛ فيلبس، إيمي جيه؛ كاثرين بانكس (2004-07-01). "تقنيات بسيطة لاختبار اللهب باستخدام مسحات قطنية" . مجلة التعليم الكيميائي . 81 (7): 969. Bibcode : 2004JChEd..81..969S . doi : 10.1021/ed081p969 . ISSN 0021-9584 . 
  8. 1 2 لانديس، آرثر م.؛ ديفيز، مالون آي.؛ لانديس، ليندا؛ نيكولاس سي. توماس (2009-05-01). "اختبارات اللهب باستخدام "الممحاة السحرية" . مجلة التعليم الكيميائي . 86 (5): 577. Bibcode : 2009JChEd..86..577L . doi : 10.1021/ed086p577 . ISSN 0021-9584 . 
  9. ↑ "تنبيه أمني: لا تستخدم اختبارات اللهب القائمة على الميثانول على طاولات المختبرات المفتوحة | الرابطة الوطنية لمعلمي الاختبارات" . www.nsta.org . تاريخ الاطلاع: ٢٤ أكتوبر ٢٠٢٣ .
  10. ↑ إيمرسون، جيليان ميري. "جديد ومُحسَّن - عرض توضيحي لاختبار اللهب ("عرض قوس قزح")". الجمعية الكيميائية الأمريكية .
  11. ↑ سيغمان، سامويلا ب. (9 أكتوبر 2018). "اللعب بالنار: الخبرة في مجال السلامة الكيميائية مطلوبة" . مجلة التعليم الكيميائي . 95 (10): 1736-1746 . Bibcode : 2018JChEd..95.1736S . doi : 10.1021/acs.jchemed.8b00152 . ISSN 0021-9584 . 
  12. 1 2 "اختبار اللهب | شرح، تعريف، معلومات وملخص" . قاموس الكيمياء . 14-10-2019 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 02-11-2023 .
  13. ↑ "مطيافية الامتصاص الذري (AAS) | بيركن إلمر" . www.perkinelmer.com . تاريخ الاسترجاع: 19 نوفمبر 2023 .

شعار ويكيميديا ​​كومنزالوسائط المتعلقة باختبار اللهب على ويكيميديا ​​كومنز