Saggio alla fiamma
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In chimica, il saggio alla fiamma è una semplice tecnica di analisi qualitativa per verificare la presenza di ioni di metalli alcalini, alcalino-terrosi e alcuni metalli di transizione.
Si basa sull'emissione di luce di determinate frequenze da parte degli atomi di un campione, eccitati per via termica.
In pratica, una piccola quantità di campione - o di una sua soluzione in acido cloridrico - viene posta su un filo di platino e immersa nella fiamma del becco di Bunsen. L'utilizzo di acido cloridrico permette la reazione di doppio scambio con i sali da analizzare, portando alla formazione di cloruri che si osservano meglio durante lo svolgimento della colorazione alla fiamma. Si parte dalla base della fiamma caratterizzata da una temperatura minore e che permette di osservare i cationi che necessitano di energia minore per essere osservati, fino ad arrivare alla zona di fusione (caratterizzata da temperatura di circa 1400°C) dove si osservano i cationi restanti, del II gruppo e dei metalli di transizione che necessitano di energia maggiore.
Gli ioni presenti nel campione conferiscono alla fiamma un colore tipico, dal quale se ne deduce la presenza. Il colore è dato dallo spettro di emissione dello ione.
Il fenomeno è dovuto infatti ad eccitazioni elettroniche e alle relative riemissioni radiative da e per orbitali atomici, che essendo ad energia quantizzata, corrispondono a salti di energia discreti ben precisi e dipendenti dall'elemento considerato. Il fatto che la fiamma assuma colori caratteristici è la riprova di ciò, e il colore assunto non è altro che la radiazione elettromagnetica di precisa frequenza ν corrispondente al salto elettronico di energia E, secondo la nota equazione di Planck: E=hν.
| ione | colore |
|---|---|
| litio | rosso ciliegia, intenso e persistente |
| sodio | giallo-arancio, intenso e persistente(1) |
| potassio | violetto, non persistente |
| piombo | azzurrognolo, non persistente |
| magnesio | scintille bianche |
| calcio | arancio scuro, persistente |
| stronzio | rosso acceso, a sprazzi |
| bario | verde chiaro, non persistente |
| boro | verde scuro, poco intenso, persistente |
| rame | verde-azzurro, intenso ma non persistente |
(1) La luce del sodio tende a coprire quella degli altri ioni, in special modo quella del potassio. Per verificare la presenza di potassio quando il campione contiene anche sodio, la fiamma viene osservata attraverso un vetro blu al cobalto; attraverso tale vetro il colore giallo del sodio scompare mentre quello del potassio diventa rosa.
La luce gialla dei vapori di sodio è impiegata per la pubblica illuminazione.
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