14.01.2019
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Flammenfärbung

Experiment des Monats 12 2018

  • LiCl
  • NaCl
  • CuCl
  • CuSO4

Wenn wir an Silvester denken, dann fällt uns natürlich als erstes Feuerwerk ein. Lautes Knallen und bunte Lichter am Nachthimmel. Was passiert hier genau? Das wollen wir Ihnen heute erläutern.

Die bunten Lichter sind meist Alkalimetallsalze, aber auch andere Verbindungen, die durch die Explosion des Treibmittels (oft Schwarzpulver) erhitzt und am Nachthimmel verteilt werden.

Je nachdem welches Alkalimetall verwendet wird, ergeben sich andere Farben. Man spricht von Flammenfärbung.

Materialien: Magnesiarinnen, Teclu- oder Bunsenbrenner, Wasser, Lithiumchlorid, Natriumchlorid, Kupfer(I)-chlorid und Kupfer(II)-sulfat.

Durchführung: Die Magnesiarinnen werden mit Wasser befeuchtet und anschließend in ca. 0,5 g eines der Salze gestippt, sodass diese an der Magnesiarinne haften. Der Brenner wird entzündet und auf eine rauschende Flamme eingestellt.

Anschließend wird die Magnesiarinne in den Kegel des Brenners gehalten. Der Versuch ist beendet, wenn sich die Flamme nicht mehr färbt.

Hinweis: Beim Versuch muss unbedingt eine Schutzbrille getragen werden. Nach Möglichkeit sollte der Versuch im Abzug durchgeführt werden.

Bereits gebrauchte Magensiarinnen müssen über der Flamme eines Brenners 5 min ausgebrannt werden.

Erklärung: Da mehrfach Chlorid-Ionen verwendet wurden und dennoch verschiedene Flammenfarben zu beobachten waren, lässt sich daraus schließen, dass die Anionen nicht, beziehungsweise nur in geringem Maße, zur Flammenfärbung beitragen. Es muss also an den jeweiligen Kationen Lithium+, Natrium+, Kupfer+ und Kupfer2+ liegen.

In der Brennerflamme werden die Metall-Ionen reduziert und liegen nun elementar als Atome vor. Die hohe Temperatur (über 1200 °C) hebt nun einzelne Elektronen der Metalle auf ein höheres Energieniveau, welches weiter vom Atomkern entfernt ist. Wenn sie dann auf ihr ursprüngliches Energieniveau zurückkehren, geben sie die Energie, die sie vorher aufgenommen haben, in Form eines Lichtquants (= eines Photons) ab. Je nach Energiemenge werden Lichtquanten unterschiedlicher Wellenlänge abgeben, deshalb unterscheiden sich die Elemente in ihrer Flammenfarbe.

 

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