Analisi alla fiammaRisulta una semplice esercitazione qualitativa per osservare il fenomeno della diseccitazione di atomi precedentemente eccitati nel notro caso col calore della fiamma Bunsen ossidante. Prerequisiti.Molte molecole poste alla fiamma (sia inorganiche che organiche) si eccitano e si rompono, lasciando liberi i propri atomi costituenti spesso in forma eccitata.La diseccitazione si mostra in alcuni casi, soprattutto con atomi di metalli, con l'emissione di un fotone nello spettro del visibile e quindi alla fiamma si osserva una colorazione particolare che può essere intensa o debole, continua o a sprazzi, ecc. molecola(s) + fiamma —» singoli atomi eccitati(g) —» atomi(g) [non eccitati] + fotone hv in queste condizioni il carbonio, l'azoto, l'ossigeno e l'idrogeno si bruciano producendo i noti H2O, CO, CO2, NOx, ecc. (che non danno alcuna colorazione alla fiamma). GeneralitàIl "saggio alla fiamma" è una tecnica di riconoscimento di alcuni elementi chimici metallici, mediante l'esame del colore assunto dalla fiamma del fornello bunsen quando sali che li contengono ricevono energia termica.Le colorazioni delle radiazioni luminose appaiono tanto più facilmente quanto più volatili sono i sali; poiché tra le sostanze più volatili vi sono i cloruri, si introduce il filo di nichel-cromo in una provetta contenente acido cloridrico concentrato (formula HClaq) e poi, dopo aver fatto aderire una piccolissima quantità del sale posta su un vetrino da orologio, lo si scalda alla fiamma, ottenendo colorazioni diverse per i diversi metalli. Attrezzatura e Strumenti.In laboratorio saranno presenti:
pericoli, precauzioniIl principale pericolo è quello di sutionarsi con la fiamma del becco Bunsen, la fiamma azzurra ossidante risulta infatti poco visibile e basta una piccola distrazione per portare sulla fiamma la propria mano o il gomito ed il camice sebbene nei casi migliori è antiacido e non ignifugo!Il becco Bunsen è facile che si sporchi quindi, durante l'analisi, procedere con quantità di sostanza limitate così che non cadano sull'ugello del becco Bunsen sporcandolo. ProcedimentoAccendere il becco Bunsen e regolarlo sulla fiamma ossidante.Intingere il filo di nichel-cromo nella provetta contenente l'acido cloridrico e portarlo alla fiamma per verificare l'assenza di colorazioni particolari. prelevare col filo di nichel-cromo bagnato un o pochi cristalli del sale o del solido da analizzare. Portare il filo alla fiamma partendo dal basso fino ad arrivare salendo ai punti più caldi della fiamma del becco Bunsen. Osservare la radiazione luminosa prodotta con l'aiuto di particolari vetrini alias filtri luminosi se necessario. Il giallo del sodio è molto intenso e facilmente maschera la presenza di altri cationi, quali, ad esempio, il potassio. Il colore giallo è, però, assorbito dai vetri al cobalto blu per cui, osservando la fiamma attraverso uno di questi, è possibile riconoscere il catione mascherato. Annotare le operazioni in tabella per una successiva analisi. Reazioni con acido cloridricoL’acido cloridrico (formula HClaq) assume in questo esperimento particolare importanza.Infatti, i composti che contengono gli elementi, che sono in grado di manifestare la loro colorazione, devono trovarsi nella fiamma allo stato gassoso: l'acqua o meglio la fase liquida ha la funzione di permettere l'adesione al filo dei cristalli del sale e l'acido quella di trasformare lo stesso, qualora già non lo fosse, in un cloruro, sale particolarmente volatile, cioè che evapora facilmente. Ad esempio, il carbonato di calcio, che non è volatile, e quindi non darebbe alcuna colorazione, è trasformato nel cloruro di calcio, che è volatile, nel seguente modo: CaCO3 (s) + 2 HCl(aq) —» CaCl2 + H2O + CO2 (g)
OsservazioniSi riportano tutte le osservazioni nella seguente tabella.
Alcune immagini prese dalle pagine di fisica e chimica dell'istituto
d'Istruzione Secondaria Superiore "Alessandro Greppi" a Monticello Brianza, Lecco
Problemi e inquinamentiuna soluzione di acido cloridrico sporca può evidenziarsi come colorazioni a sprazzi o persistenti presenti alla fiamma senza che sia presente alcun campione sul filo al nichel-cromo.Se si prelevano motli cristalli questi tendono a fondere e formare un grumo che bisogna poi eliminare spesso tagliando il filo metallico o usando un panno o carta vetrata o pulendolo con acidi più forti. Si ripete che il becco Bunsen è facile che si sporchi quindi, durante l'analisi, procedere con quantità di sostanza limitate così che non cadano sull'ugello del becco Bunsen sporcandolo: lavare il becco Bunsen non è operazione corrente nei laboratori! Al limite si può sbatterne la punta sul banco per toglierne eventuali residui solidi. BibliografiaAdolfo Ferrari "Trattato di chimica generale ed inorganica" ed. Riccardo Pàtron, Bologna 1965Lotti Goffredo e Galoppini Carlo “Esercitazioni di chimica” Edagricole 1984 Passannanti S., Ponente S. e Sbriziolo C "Principi di chimica" Tramontana 1999 Pagine di fisica e chimica dell'istituto d'Istruzione Secondaria Superiore "Alessandro Greppi" a Monticello Brianza, Lecco
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