Comment faire des tests de flamme pour une analyse qualitative

Le test de flamme est utilisé pour déterminer visuellement l'identité d'un métal inconnu ou d'un ion métalloïde en fonction de la couleur caractéristique du sel qui allume la flamme d'un brûleur Bunsen. La chaleur de la flamme excite les électrons des ions métalliques, les faisant émettre de la lumière visible. Chaque élément a un spectre d'émission de signature qui peut être utilisé pour différencier un élément d'un autre.

Comment faire le test de flamme

Méthode de boucle de fil classique
Tout d'abord, vous avez besoin d'une boucle de fil propre. Les boucles en platine ou en nickel-chrome sont les plus courantes. Ils peuvent être nettoyés par trempage dans de l'acide chlorhydrique ou nitrique, puis rincés à l'eau distillée ou déionisée. Testez la propreté de la boucle en l'insérant dans une flamme de gaz. Si un éclat de couleur se produit, la boucle n'est pas suffisamment propre. La boucle doit être nettoyée entre les tests.

La boucle propre est plongée dans une poudre ou une solution d'un sel ionique (métallique). La boucle avec l'échantillon est placée dans la partie claire ou bleue de la flamme et la couleur résultante est observée.

Attelle en bois ou méthode de coton-tige
Les attelles en bois ou les cotons-tiges offrent une alternative peu coûteuse aux boucles métalliques. Pour utiliser des attelles en bois, faites-les tremper toute la nuit dans de l'eau distillée. Vider l'eau et rincer les attelles avec de l'eau propre, en faisant attention à ne pas contaminer l'eau avec du sodium (comme de la sueur sur les mains). Prenez une attelle humide ou un coton-tige qui a été humidifié dans de l'eau, plongez-le dans l'échantillon à tester et agitez l'attelle ou le coton-tige à travers la flamme. Ne pas tenir l'échantillon dans la flamme car cela provoquerait l'allumage de l'attelle ou du coton-tige. Utilisez une nouvelle attelle ou un écouvillon pour chaque test.

Comment interpréter les résultats des tests de flamme

L'échantillon est identifié en comparant la couleur de la flamme observée avec les valeurs connues d'un tableau ou d'un graphique.

rouge
Du carmin au magenta: composés du lithium. Masqué par le baryum ou le sodium.
Écarlate ou cramoisi: Composés du strontium. Masqué par le baryum.
Rouge: Rubidium (flamme non filtrée)
Jaune-rouge: composés de calcium. Masqué par le baryum.

Jaune
Or: fer
Jaune intense: Composés de sodium, même en quantités infimes. Une flamme jaune n'est pas indicative de sodium, sauf si elle persiste et n'est pas intensifiée par l'addition de 1% de NaCl au composé sec.

blanc
Blanc brillant: magnésium
Blanc-Vert: Zinc

vert
Émeraude: Composés du cuivre, autres que les halogénures. Thallium.
Vert vif: bore
Bleu-vert: Phosphates, lorsqu'ils sont humidifiés avec H₂DONC₄ ou B₂O₃.
Vert pâle: antimoine et NH₄ composés.
Jaune-vert: baryum, manganèse (II), molybdène.

Bleu
Azure: plomb, sélénium, bismuth, césium, cuivre (I), CuCl₂ et autres composés du cuivre humidifiés avec de l'acide chlorhydrique, de l'indium, du plomb.
Bleu clair: arsenic et certains de ses composés.
Bleu verdâtre: CuBr₂, antimoine

Violet
Violet: Composés de potassium autres que les borates, les phosphates et les silicates. Masqué par le sodium ou le lithium.
Lilas à violet-rouge: potassium, rubidium et / ou césium en présence de sodium vu à travers un verre bleu.

Limites du test de flamme

• Le test ne peut pas détecter de faibles concentrations de la plupart des ions.
• La luminosité du signal varie d'un échantillon à l'autre. Par exemple, l'émission jaune du sodium est beaucoup plus lumineuse que l'émission rouge de la même quantité de lithium.
• Les impuretés ou les contaminants affectent les résultats des tests. Le sodium, en particulier, est présent dans la plupart des composés et colorera la flamme. Parfois, un verre bleu est utilisé pour filtrer le jaune de sodium.
• Le test ne peut pas différencier tous les éléments. Plusieurs métaux produisent la même couleur de flamme. Certains composés ne changent pas du tout la couleur de la flamme.

En raison de cette limitation, le test de flamme peut être utilisé pour exclure l'identité d'un élément dans un échantillon, plutôt que de l'identifier définitivement. D'autres procédures analytiques doivent être effectuées en plus de ce test.

Couleurs de test de flamme

Ce tableau répertorie les couleurs attendues pour les éléments du test de flamme. De toute évidence, les noms des couleurs sont subjectifs, donc la meilleure façon d'apprendre à reconnaître des éléments de couleur proche est de tester des solutions connues pour savoir à quoi s'attendre.

symbole	Élément	Couleur
Comme	Arsenic	Bleu
B	Bore	Vert clair
Ba	Baryum	Vert pâle / jaunâtre
Californie	Calcium	Orange à rouge
Cs	Césium	Bleu
Cu (I	Cuivre (I)	Bleu
Cu (II)	Cuivre (II) sans halogénure	vert
Cu (II)	Halogénure de cuivre (II)	Bleu vert
Fe	Le fer	Or
Dans	Indium	Bleu
K	Potassium	Lilas à rouge
Li	Lithium	Magenta à carmin
Mg	Magnésium	Blanc brillant
Mn (II)	Manganèse (II)	Vert jaunâtre
Mo	Molybdène	Vert jaunâtre
N / a	Sodium	Jaune intense
P	Phosphore	Vert bleuâtre pâle
Pb	Conduire	Bleu
Rb	Rubidium	Rouge à rouge pourpre
Sb	Antimoine	Vert pâle
Se	Sélénium	bleu azur
Sr	Strontium	cramoisi
Te	Tellure	Vert pâle
Tl	Thallium	Vert pur
Zn	Zinc	Vert bleuté à vert blanchâtre

La source

• Manuel de chimie de Lange, 8e édition, Handbook Publishers Inc., 1952.