Barwy płomieni

Jony niektórych metali mają specyficzną cechę: barwią płomień. Barwienie płomienia jest zjawiskiem (właściwością) fizyczną.

Gdzie można to zaobserwować?

Być może zdarzyło Ci się siedzieć przy ognisku, którego płomienie nie zawsze były żółte – mogły być np niebieskie lub zielone. Spowodowane jest to dużą zawartością np. boru w drewnie lub liściach. Barwę zieloną daje również miedź (ale w w drewnie nie ma jej aż tyle, aby zabarwić płomień).

Kiedy gotujesz wodę w czajniku na kuchence gazowej i kapnie z niego woda – gaz pali się żółtym płomieniem (słychać syk, strzelanie i płomień skacze w górę). To jony sodu zawarte w wodzie zabarwiają płomień.

A na pewno znasz wielokolorowe sztuczne ognie, fajerwerki czy race sylwestrowe. Swoje kolory zawdzięczają właśnie zastosowaniu soli odpowiednich metali. W wysokiej temperaturze, kiedy spala się proch, jony metali zabarwiają płomień.

Barwiące metale

Zobacz:

Oto zestawienie najważniejszych metali oraz barw jakie nadają one płomieniowi (pogrubione obowiązują na maturze):

Jak to się dzieje?

Jak wiesz, atomy posiadają powłoki elektronowe, po których krążą elektrony. Kiedy dostarczymy energię do atomu, zdarza się, że elektrony przemieszczają się na powłokę o wyższej energii. Czyli „dostają kopa”. Kiedy stamtąd wracają, emitują trochę energii (jest jej mniej niż ta, którą otrzymały, ponieważ część została zużyta na samą zmianę powłoki).

W niektórych przypadkach możemy zaobserwować emisję tej energii jako światło widzialne, o pewnej długości fali. W zależności od długości długość fali, obserwujemy różne barwy (od niebieskiego przy 700 nm do czerwonej przy 400 nm).

Do czego jeszcze wykorzystuje się tą cechę metali?

Oprócz popularnego zastosowania przy materiałach „sylwestrowych” wykorzystuje się te barwy także do analizy związków. Badany związek chemiczny po stopnieniu lub rozpuszczoniu w wodzie wprowadza się w płomień palnika i po barwie można stwierdzić jaki metal wchodzi w skład związku. Na filmiku możesz zobaczyć jakie kolory przyjmują poszczególne metale.

.
Od prawej, tak jak autor je demonstruje (w nawiasie nazwy angielskie):

alkohol (barwa odniesienia), bar (barium), bor (boron), stront (strontium), wapń (calcium) – to ten niski płomień, który co jakiś czas pobłyskuje na pomarańczowo, lit (lithium) – jego barwa nie do końca jest oddana w tym nagraniu, czerwona barwa litu przebłyskuje wewnątrz tego dużego pomarańczowego płomienia, sód (sodium), miedź (copper), potas (potassium).

.

Ciekawostka:

Czasem meteory wchodzące w ziemska atmosferę, zwane przez nas spadającymi gwiazdami, płoną na zielono. Jest to efekt tego, że zawierają w sobie miedź.