Соли щелочных металлов – это растворимые вещества, образующие бесцветные растворы (исключение фосфата лития – белый осадок), поэтому качественное определение активных металлов проводят по цвету окраски пламени.
Для ЕГЭ и успешного прохождения школьного курса необходимо знать цвет окраски пламени следующих элементов:
литий — малиново-красный,
натрий — жёлтый,
калий — фиолетовый,
кальций — кирпично-красный,
барий — жёлто-зелёный,
медь — зелёный.
Для нас это факт, который необходимо выучить, но кто впервые занялся изучением окрашивания пламени? Это удивительная история, как одно изобретение потянуло за собой открытия, позволяющие изучать состав звезд.
Познакомимся с Робертом Бунзеном, химиком-экспериментатором и профессором Гёттингенского университета (Германия). В лаборатории университета провели газ, и ученый принялся выбирать подходящие для экспериментов газовые горелки. Ни одна из существующих его не устроила и, взяв за образец горелку английского королевского химического колледжа, Бунзен конструирует свою, в которой можно менять интенсивность пламени от яркого и высокого до самого маленького.
Теперь, имея в лаборатории удобную горелку, Бунзену не терпелось использовать ее, чтобы изучить влияние огня и высоких температур на все вещества и материалы! Он увлекся работой со стеклом - днями напролет он выдувал стеклянные трубки и колбы, стараясь впаивать в них и металлические части. Кроме вечно обожжённых пальцев, на которые сам химик не обращал внимания, одним из результатов этой работы стало создание колбы Бунзена, которая и сейчас применяется для вакуумного фильтрования.
А вторым – наблюдение: при внесении стеклянной трубки цвет пламени становился желтым, а если огонь касался медных частей горелки, пламя приобретало зеленый цвет. Конечно, Бунзен знал, что химики уже пытались определять состав вещества по цвету пламени, но пламя спиртовки и пламя свечи – желтого цвета, что делало невозможным анализ. А вот горение углеводородов дает синюю окраску пламени, что позволяет заметить горение веществ, окрашивающих пламя в жёлто-красные цвета (в газовых горелках используется природный газ, состоящий из первых представителей алканов – метана, этана, пропана и бутана).
Тогда ученый и начал вносить в огонь чистые металлы и их соли и получил те самые наблюдения, которые приведены в начале статьи. Узнать состав вещества за секунды, еще и без дополнительных реагентов – это было настоящим прорывом аналитической химии (науки, изучающей определение химического состава веществ и материалов).
А дальше Бунзен столкнулся сложностями – как определять состав смеси веществ, когда цвета элементов перекрывают друг друга и как отличать оттенки цветов, когда два элемента дают похожую окраску? Он продолжал работать и заметил, что отдельные цвета в спектре раскаленных химических элементов полностью совпадают по длине волны и частоте с темными линиями Фраунгофера в спектре Солнца, а его друг и коллега профессор физики Кирхгоф верно предположил, что атом химического элемента способен излучать и поглощать свет лишь одних и тех же частот.
Это совместное открытие положило начало целой области прикладных исследований — спектроскопии, или спектральному анализу, методу, который и сейчас считается одним из самых точных и современных и позволяет определять как качества продуктов и лекарственных средств, так и состав звезд.
Этой статьей хотела показать, что любую работу можно развивать, главное - делайте, что вам нравится и что зажигает и вдохновляет именно вас.