Si le composé est placé dans la flamme d'un brûleur à gaz, il peut se dégager une couleur caractéristique visible à l'œil nu. Quel est le principe du test de flamme? Le test consiste à introduire un échantillon de l'élément ou du composé dans une flamme chaude et non lumineuse et à observer la couleur de la flamme qui en résulte. L'idée du test est que les atomes de l'échantillon s'évaporent et comme ils sont chauds, ils émettent de la lumière lorsqu'ils sont en flammes. Pourquoi le test de flamme est parfois invalide? Le test de flamme est parfois invalide car si vous ne nettoyez pas correctement la boucle de fil à chaque fois que vous testez une substance différente, la couleur de la flamme ne sera pas correcte. De plus, si vous laissez tomber une partie de la substance dans le brûleur du laboratoire, la couleur de la flamme sera différente. Le test de flamme est-il précis? Les tests de flamme sont utilisés pour identifier la présence d'un nombre relativement faible d'ions métalliques dans un composé.
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Lors de l'excitation par la chaleur, les électrons passent des niveaux stables à des niveaux instables (plus hauts en énergie). En se désexcitant, ils retournent à leur niveau d'origine et émettent un photon (lumière) d'une longueur d'onde bien précise (couleur). On dit que le spectre d'émission atomique est un spectre de raies ou discontinu car il ne contient que certaines couleurs et non pas toutes les couleurs, par opposition au spectre de rayonnement du corps noir comme dans l'expériences des étincelles. Ceci peut illustrer le modèle théorique de l'atome décrit par Niels Bohr. Élément
Cation
Spectre d'émission de flamme [2]
Couleur observée
Cuivre
Cu 2+
Vert (ou bleu selon le sel)
Baryum
Ba 2+
Vert pâle / Jaune
Strontium
Sr 2+
Rouge
Calcium
Ca 2+
Orangé-rouge
Potassium
K +
Lilas
Lithium
Li +
Rose fuchsia
Sodium
Na +
Jaune-orange
Spectre visible (pour comparaison)
À propos du cuivre, le contre-ion (chlorure ou sulfate) peut avoir une influence sur la couleur. En effet, l'anion modifie très légèrement l'environnement électronique du cation.
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Flamme obtenue par combustion d'un morceau de cuivre. Permet de détecter la présence dans l'échantillon de certains éléments chimiques! On utilise un morceau du minéral mince, aux arêtes vives. On le saisit avec une pince, on le met dans la partie non éclairante de la flamme du bec après avoir trempé l'échantillon brièvement dans HCl. Ne pas y plonger également les pinces (qui peuvent être souillées par autre chose) et éviter de toucher l'échantillon avec les doigts avant la manipulation car le sel de la peau peut troubler le résultat. Il vaut mieux, donc, utiliser un morceau frais du minéral pour éviter les traces étrangères possibles à sa surface!
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Un article du site C'est un des principes de base de la pyrotechnie qui permet de donner des couleurs aux fusées d'artifice ou aux feux de Bengale. Certaines couleurs particulièrement difficiles à obtenir (comme le bleu) sont de véritables secrets d'artificiers et sont jalousement conservés... En plus des couleurs, on peut faire des étincelles. C'est aussi par cette méthode que les jongleurs colorent les flammes de leurs bâtons, en ajoutant à l'alcool des produits chimiques. Par contre, il n'est pas possible d'utiliser cette méthode pour colorer les flammes de bougies ou de briquet car les sels métalliques ne peuvent pas se dissoudre dans la cire ou le gaz. 1 Précautions
Outre les précautions en chimie qui sont d'usage, cette expérience comporte les attentions suivantes:
2 Matériel
3 Protocole expérimental
3. 1 Baguettes en bois
Flammes colorées, de gauche à droite: violet pâle (potassium), rose fuchsia (lithium), rouge (strontium), orangé (calcium), jaune (sodium). Crédit photo: © 2006 S. Querbes pour Anima-Science et Les atomes crochus.
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Le rouge et l'orange sont en fait une chaleur froide. Alors que le bleu, le vert et le blanc sont les plus chauds.
Préparer les solutions de sels métalliques en introduisant dans chaque tube l'équivalent d'une pointe de spatule de poudre. Laver la spatule entre chaque poudre de manière à ne pas faire de mélanges. Remplir les tubes aux 2/3 avec de l'eau et plonger une tige en bois dans chaque flacon. Au-dessus de la flamme du chalumeau (la plus bleue possible), faire passer tour à tour les tiges en bois imbibées des solutions de sels, en approchant la tige sur le bord de la flamme. Observer les différentes couleurs: bleu, vert, vert pâle, rouge, orangé-rouge, jaune-orange, lilas, rose fuchsia. 3. 2 Photophores colorés
3. 3 Lance-flammes colorées
On utilise des pulvérisateurs en plastique (donc inertes par rapport aux sels métalliques). L'équivalent d'une spatule de chaque sel est dilué dans un mélange 50% eau + 50% éthanol environ. Si le sel n'est pas complètement dissout, filtrer la solution avant de l'introduire dans le pulvérisateur. Les couleurs pâles du potassium et du baryum ne seront bien visibles qu'avec le méthanol, dont la flamme de combustion est parfaitement incolore.
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