سوال 252762

با عرض سلام خدمت شما دوست عزیز:

شناسایی كاتیونها
بطور كلی روشهای متفاوتی برای شناسایی كاتیونها وجود دارد.
یكی از روشهای ساده برای شناسایی كاتیونها، استفاده از آزمایش شعله و مشاهده ی تغییر رنگ شعله به وسیله ی كاتیون فلزی مورد نظر است. البته قبل از ان باید رنگ شعله ایجاد شده به وسیله ی كاتیونهای متفاوت را دانست. اینكه رنگ شعله ی كاتیونهای لیتیم، كلسیم و استرانسیم هر سه به رنگ قرمز هستند یا اینكه مس شعله را به رنگ سبز در می آورد.
یك دسته دیگر از روشهای مهم شناسایی كاتیونها ، طیف بینی یا spectroscopy می باشد. از انواع طیف‌بینی‌های اتمی و مولكولی و آن هم از نوع نشری، جذبی و فلوئورسانس برای جداسازی و شناسایی عناصر استفاده می‌كنند. لازمه‌ی تولید طیفهای فرابنفش و مرئی عناصر، كه در شناسایی عناصر روش مهمی به شمار می‌رود، این است كه نمونه‌های آزمایشی به اتم تبدیل شوند. در این فرایند اجزای تشكیل دهنده‌ی نمونه‌ی آزمایشی، تجزیه شده و به ذرات بنیادی گازی (اتمها یا یونها) تبدیل می‌شوند. سپس طیف نشری، جذبی یا فلوئورسانس اتمها یا یونهای حاصل به عنوان مبنای تجزیه‌ی كیفی و كمی عناصر موجود در نمونه به كار می‌روند. لازمه‌ی اینكه نمونه به ذرات بنیادی گازی (اتمها یا یونها) تبدیل شوند این است كه در محیطی با دمای بسیار بالا قرار بگیرد، برای اینكار از راههای مختلفی استفاده می‌كنند. از جمله می‌توان به قوس الكتریكی، جرقه، پلاسما یا شعله اشاره نمود. به وسیله‌ی این روشها، ضمن اینكه نمونه به اتم تبدیل می‌شود، كسر كوچكی از ذرات دچار برانگیختگی الكترونی می‌شوند. بازگشت ذرات اتم شده‌ی برانگیخته شده به حالتهای پایه‌ی آنها، طیفهای نشری تولید می‌كند كه برای تجزیه و شناسایی مفید هستند.
توضیح چگونگی تغییر رنگ شعله:
هر عنصری برای خود یك طیف نشری خطی بخصوص دارد كه مانند اثر انگشت در انسان، مختص خود عنصر است. فلزات قلیایی از جمله لیتیم نیز دارای یك طیف نشر خطی می‌باشند. این فلزات در شعله خیلی زود شروع به تایش می‌كنند و درنتیجه رنگ شعله را تغییر می‌دهند. مكانیسم آن هم به این صورت است كه هر گاه نور یا گرما به عنصر مربوطه تابانده شود، این عنصر از حالت پایه به حالت برانگیخته می‌رود. یعنی یك یا چند الكترون از آن با جذب انرژی، از سطح انرژی پایه خود به سطح انرژی بالاتری می‌روند و بالاصطلاح می‌گوئیم عنصر برانگیخته شده است. این حالت برانگیخته ناپایدار است و الكترون خیلی زود با نشر یك تابش به حالت پایدار قبلی خود بازمی‌گردد. ما این بازگشت را به صورت یك نور مرئی و تغییر رنگ شعله‌ی آتش مشاهده می‌كنیم. یونهای فلزی دیگر نیز به شعله رنگ‌های متنوعی می‌دهند و از قدیم از آنها در آتش‌بازی استفاده می‌شود. به عنوان مثال تركیبات مس، رنگ آبی شعله را سبز می‌كنند.

در آزمون شعله مس، رنگ شعله را به رنگ سبز در می آورد.
به طور کلی عناصر فلزی قلیایی و قلیایی خاکی، رنگهای زیر را به شعله می دهند:

فلزات قلیایی:
لیتیم: قرمز(زرشكی)
سدیم: زرد
پتاسیم: بنفش
روبیدیم: قرمز
سزیم: آبی

فلزات قلیایی-خاكی
منیزیم: سفید درخشان
كلسیم: قرمز آجری
استرانسیم: قرمز خونی
باریم: سبز

پیروز و سربلند باشید.