Analyse qualitative : couleurs de flamme des cations métalliques
Vaporisez des chlorures dans une flamme : chaque cation émet sa couleur et la palette Li⁺, Na⁺, K⁺, Ca²⁺, Sr²⁺, Ba²⁺, Cu²⁺ devient un test qualitatif.
Objectif
Dressez une table des couleurs pour sept cations et identifiez un sel inconnu ; repérez l’effet masquant du sodium.
Matériel et réactifs
Bec Bunsen, fil de platine ou de nichrome propre, HCl concentré, chlorures de Li⁺, Na⁺, K⁺, Ca²⁺, Sr²⁺, Ba²⁺, Cu²⁺, verre de cobalt.
Procédure
- Faites défiler le sélecteur de métal sur les sept sels et notez la couleur de chaque flamme.
- Identifiez d’abord Li⁺ (cramoisi), Na⁺ (jaune intense) et K⁺ (lilas) — les plus caractéristiques.
- Comparez les rouges de Ca²⁺ (brique) et Sr²⁺ (carmin), puis les verts de Ba²⁺ et Cu²⁺.
- Expliquez pourquoi une impureté de sodium peut masquer le lilas du potassium et comment le verre de cobalt le révèle.
À observer
- Chaque métal donne une couleur distincte et reproductible ; le jaune du sodium domine tout mélange car sa raie à 589 nm est extrêmement intense.
- Les couleurs s’estompent quand le sel est consommé ; plus d’échantillon prolonge la couleur sans la modifier.
Explication
La chaleur excite les électrons externes vers des orbitales supérieures ; en retombant, ils émettent à des longueurs d’onde fixes — Na⁺ 589 nm, Sr²⁺ ≈ 606/640 nm, Cu²⁺ ≈ 510 nm. Une flamme est un spectromètre d’émission rudimentaire ; l’émission atomique réelle (AES/ICP) résout ces mêmes raies quantitativement.
Histoire de l’expérience
Chimistes associés
Expérience virtuelle : un modèle simplifié pour construire l’intuition. Elle ne remplace ni le travail réel en laboratoire ni la formation à la sécurité ; ne la reproduisez pas chez vous sans encadrement.