關于煙花顏色的探討

龔珺妮

【摘要】 金屬或它們的化合物在無色火焰中灼燒時會使火焰呈現一定特征的顏色。在化學上，常用于金屬元素的定性檢測。同時利用焰色反應，人們在煙花中有意識地加入特定金屬元素，使焰火更加絢麗多彩。由于煙花的成分復雜，且不同金屬離子的焰色反應會存在一定的干擾，因此本論文首先對煙花試樣中金屬元素作定性鑒定，然后用相應的金屬鹽做焰色反應，從而提高了實驗的精確性和可觀察性。由分析可知，煙花五彩繽紛的焰色主要是由鈉、鉀、鍶、銅等金屬元素在高溫時發生焰色反應所致。

【關鍵詞】 焰色反應 煙花 灼燒 離子

【中圖分類號】 G633.8 【文獻標識碼】 A 【文章編號】 1992-7711（2017）02-186-02

焰色反應是某些金屬或它們的揮發性化合物在無色火焰中灼燒時使火焰呈現特征的顏色的反應。因為某些金屬元素的原子在接受火焰提供的能量時，其外層電子將會被激發到能量較高的激發態。處于激發態的外層電子不穩定，又要躍遷到能量較低的基態。不同元素原子的外層電子有著不同能量的基態和激發態。在這個過程中就會產生不同的波長的電磁波，如果這種電磁波的波長是在可見光波長范圍內，就會在火焰中觀察到這種元素的特征顏色。利用元素的這一性質就可以檢驗一些金屬或金屬化合物的存在。煙花的成分復雜，且不同金屬離子之間的焰色相互干擾，給實驗分析帶來一定困難。因此，我們首先對煙花中主要金屬元素作定性分析，然后利用對應的硝酸鹽作焰色反應，以排除不同元素之間的干擾。

1. 實驗部分

1.1實驗藥品及儀器

煙花試樣氫氧化鈉鹽酸四苯硼鈉溶液：20%乙酸鈾銑鋅—乙酸溶液玫瑰紅酸鈉溶液：0.2%氨水氯化銨硫化銨鎂試劑Ⅱ溶液茜素磺酸鈉溶液硝酸鉀硝酸鋁硝酸鍶硝酸銅硝酸鎂硝酸鈉集熱型電磁恒溫攪拌儀鐵絲藍色鈷玻璃酒精噴燈

1.2煙花試樣的預處理，見圖1。

1.3煙花中金屬離子的鑒定

1.3.1鉀離子的鑒定

取1mL濾液（1）于試管中，加入1mL氫氧化鈉溶液，加熱（排除銨根離子的干擾），滴加四苯硼鈉溶液2滴。觀察并記錄實驗現象。

1.3.2鈉離子的鑒定

取幾滴濾液（1）于黑色點滴板上，加8滴～10滴乙酸鈾銑鋅—乙酸溶液，攪拌。觀察并記錄實驗現象。

1.3.3鋇離子的檢定

取2滴濾液（1）于定性濾紙上，加入1滴玫瑰紅酸鈉溶液。觀察并記錄實驗現象。

1.3.4鍶離子的檢定

取2滴濾液（1）酸鉀試紙上。1min后，向斑點邊緣滴加玫瑰紅溶液，如邊緣出現桔紅色斑點，加1+20鹽酸（體積分數）。觀察并記錄實驗現象。

1.3.5鎂離子的鑒定

取lmL濾液（2）于試管中，加氨水調至堿性pH=l3，加0.05g氯化銨和2滴硫化銨，搖動試管有黑色沉淀生成。離心分離，取上層清液2滴于白色點滴板上，加1滴鎂試劑Ⅱ溶液。觀察并記錄實驗現象。

1.3.6鋁離子的鑒定

取2mL濾液（2），滴加氨水，使溶液呈堿性pH=l0，加2滴茜素磺酸鈉溶液，若有紅色絮狀沉淀生成，則再加入1mL10%乙酸（體積分數）酸化。觀察并記錄實驗現象。

1.3.7二價銅離子的鑒定

取1mL濾液（2）于試管中，滴加氨水使溶液呈堿性。觀察并記錄實驗現象。

1.4焰色反應實驗

將鉑絲蘸稀鹽酸在無色火焰上灼燒至無色，重復三次。然后蘸取碳酸鈉溶液在焰上灼燒，觀察火焰顏色。采取同樣的操作，對鉀鹽、鍶鹽、鋇鹽、鋁鹽、鎂鹽、銅鹽進行焰色反應。觀察火焰顏色（觀察鉀離子時，須透過藍色鈷玻璃觀察）。

2. 結果與討論

2.1煙花中金屬元素的分析，見表1.

由表1可知，煙花中主要的金屬元素為鉀、鈉、鍶、鎂、鋁、銅等元素。

2.2金屬元素的焰色見圖2—7.

3. 結論

通過對煙花試樣中主要物質的定性分析，我們得出了煙花試樣中的金屬元素為鈉、鉀、鎂、鋁、鍶、銅。由焰色反應證明了鈉、鉀、鍶、銅等金屬在高溫灼燒時可發出一定的色彩，而鎂、鋁等金屬并不會發生焰色反應。因此，我們可以得出煙花的色彩主要是鈉、鉀、鍶、銅離子發生焰色反應所致，而鎂、鋁等金屬是還原劑，為焰色反應提供能量。但是，煙花色彩的形成還有很多影響因素，金屬離子只是其中的彩色火焰藥劑，其他因素還有待于我們進一步研究。

[ 參 考 文 獻 ]

[1]劉敏芳，程春愛.焰色反應的實質是什么[J].山西教育學院學報，2012，3（3）：1-2.

[2]張雷，劉芳.焰色反應實驗改進研究[J].湖北第二師范學院學報，2013，27（2）：1-3.

[3]GB/T15814.1—2010，煙花爆竹煙花藥成分定性測定[S].

[4]饒美香.煙火藥劑的焰色效應[J].火工品，2009（5）：2-3.