نسخة الفيديو النصية
عند إذابة فلز قلوي في حمض الهيدروكلوريك وتحليله باستخدام اختبار اللهب، يلاحظ ظهور لهب شديد برتقالي اللون. ما سبب الحاجة إلى مزيد من المعلومات للتأكد من هوية الفلز المستخدم في العينة؟ أ: لأن اللون البرتقالي يصعب تمييزه عن لون لهب بنسن. ب: لأن اللون البرتقالي للهب ينتج بواسطة أيونات الكلوريد. ج: لأن الفلز القلوي الذي ينتج عنه لهب برتقالي اللون قد يكون موجودًا باعتباره ملوثًا. د: لأن اللون البرتقالي للهب ينتج بواسطة المذيب. هـ: لأن أكثر من فلز قلوي واحد ينتج عنه لهب برتقالي اللون في اختبار اللهب.
يتعلق هذا السؤال بسلوك الفلزات القلوية أثناء اختبار معملي بسيط يعرف باسم اختبار اللهب. توجد الفلزات القلوية في المجموعة الأولى من الجدول الدوري، ويعد الليثيوم والصوديوم والبوتاسيوم والروبيديوم والسيزيوم أكثرها شيوعًا. وأثناء اختبار اللهب، تذاب عينة صغيرة من فلز أو مركب فلزي في حمض الهيدروكلوريك. تتفاعل جميع الفلزات القلوية مع حمض الهيدروكلوريك. في الواقع، تتفاعل الفلزات القلوية وأملاح الفلزات القلوية مع حمض الهيدروكلوريك، ويتحول جميعها إلى أملاح كلوريد فلز. والغرض من تحويل العينة إلى محلول ملح كلوريد فلز هو أن أملاح كلوريد الفلز تتبخر بسهولة في لهب موقد بنسن الساخن أثناء اختبار اللهب.
يتضمن الجزء الآتي من اختبار اللهب غمس حلقة نظيفة من سلك من البلاتين أو النيكروم في محلول عينة كلوريد الفلز. بعد ذلك، توضع الحلقة في لهب موقد بنسن الساخن أو غير المضيء. إذا أنتجت العينة لونًا مميزًا في اللهب، يسجل هذا اللون. من المهم استخدام لهب بنسن غير المضيء؛ لأن لونه يكون باهتًا جدًّا في البداية. ينتج اللهب غير المضيء من خلال فتح الفتحة الهوائية الموجودة في موقد لهب بنسن فتحًا كاملًا. وبذلك، ينتج لهب أزرق باهت للغاية.
في السؤال الذي لدينا، نلاحظ ظهور لهب شديد برتقالي اللون في اختبار اللهب هذا. تشير العبارة أ إلى أنه من الصعب تمييز اللون البرتقالي عن لون لهب بنسن. في هذا السياق، تدل كلمة «يميز» على معنى التمييز أو التفريق. بما أن لهب بنسن غير المضيء باهت للغاية، فمن السهل جدًّا رؤية اللون الناتج عن ملح الفلز في اللهب. إذن، الإجابة أ غير صحيحة.
إن الهدف من إجراء اختبار اللهب هو إمكانية استخدامه لمعرفة هوية الفلز من خلال طيف انبعاثه. في هذا السياق، يمكن استخدام لون اللهب الناتج لمعرفة هوية الفلز. يوصف اختبار اللهب بأنه اختبار وصفي لأنه لا يخبرنا بكمية الفلز الموجودة. ولكنه يشير فقط إلى هوية الفلز المحتملة. تعطي جميع الفلزات القلوية الموجودة في المجموعة الأولى ألوانًا مميزة للهب في اختبار اللهب. ينتج الليثيوم لهبًا يتدرج لونه من الأحمر إلى القرمزي. وينتج الصوديوم لهبًا شديدًا يتدرج لونه من البرتقالي إلى الأصفر، أو لهبًا لونه أصفر ذهبي. وينتج البوتاسيوم لهبًا أرجوانيًّا أو ورديًّا، في حين ينتج الروبيديوم لهبًا يتدرج لونه من الأحمر إلى البنفسجي. وتنتج مركبات السيزيوم لهبًا يتدرج لونه من الأزرق إلى البنفسجي. يمكننا ملاحظة أن جميع الفلزات القلوية تنتج ألوان لهب مختلفة تمامًا. وبما أننا نرى لهبًا برتقاليًّا شديدًا في السؤال هنا، فمن المحتمل أنه مشتق من مركب صوديوم.
تشير العبارة هـ إلى أن أكثر من فلز قلوي واحد ينتج عنه لهب برتقالي اللون في اختبار اللهب. من الواضح أن هذه العبارة غير صحيحة؛ لأن الفلز القلوي الوحيد الذي ينتج لهبًا شديدًا برتقالي اللون هو الصوديوم. وينتج اللون البرتقالي الملاحظ هنا عندما تثار الإلكترونات الموجودة في مستويات الطاقة المنخفضة أو مستويات الحالة الأرضية بفعل لهب بنسن الساخن. تمتص الإلكترونات الطاقة من اللهب، وتنتقل إلى مستويات طاقة أعلى. عندما تعود الإلكترونات إلى مستويات الطاقة الأقل، قد تنطلق طاقة في صورة ضوء مرئي إذا وقعت هذه الطاقة في نطاق الجزء المرئي من الطيف الكهرومغناطيسي.
تشير العبارة ب إلى أن اللون البرتقالي للهب ينتج بواسطة أيونات الكلوريد، وتشير العبارة د إلى أن اللون البرتقالي للهب ينتج بواسطة المذيب. ينتج اللون البرتقالي من خلال وضع ذرات الصوديوم في اللهب. ويرجع ذلك إلى عودة الإلكترونات المثارة في ذرات الصوديوم إلى مستويات الطاقة الأقل وإطلاق ضوء مرئي برتقالي اللون. لا ينبعث أي ضوء مرئي عندما تعود الإلكترونات الموجودة في أيونات الكلوريد إلى حالتها الأرضية. ولن تعطي أيونات الكلوريد الموجودة في كلوريد الفلز التي حضرت من العينة في هذا السؤال أي لون للهب على الإطلاق. إذن، العبارة ب ليست الإجابة الصحيحة.
تشير العبارة د إلى أن اللون البرتقالي ينتج بواسطة المذيب. وهي المادة المستخدمة في إذابة العينة. في الواقع، المذيب هنا هو الماء، وهو لا يحتوي على إلكترونات قابلة للإثارة تنتج لونًا للهب على الإطلاق. إذن، العبارة د ليست الإجابة الصحيحة أيضًا.
تشير العبارة ج إلى أن الفلز القلوي الذي ينتج عنه لهب برتقالي اللون قد يكون موجودًا باعتباره ملوثًا. لقد رأينا أن الصوديوم هو الفلز القلوي المسئول عن اللهب البرتقالي. لكن إذا كان موجودًا باعتباره ملوثًا، فستكون هناك فلزات أخرى موجودة أيضًا. وهذا يعني ببساطة وجود الصوديوم أيضًا. حتى مع وجود تركيزات منخفضة للغاية، تنتج ذرات الصوديوم لهبًا فائق الشدة يتدرج لونه من البرتقالي إلى الأصفر في اختبار اللهب. ومن شأن ذلك أن يخفي أو يحجب بسهولة أي ألوان أخرى تنتجها ذرات أخرى قد تكون موجودة أيضًا. وبما أن ذرات الصوديوم لها القدرة على الإخفاء في اختبار اللهب، فإننا إذا لاحظنا ظهور لهب برتقالي اللون، فقد يكون من الضروري إجراء اختبارات أخرى؛ للتأكد من احتمال وجود فلزات أخرى. إذن، العبارة ج هي الإجابة الصحيحة.
وعليه، فإن إجابة السؤال «عند إذابة فلز قلوي في حمض الهيدروكلوريك وتحليله باستخدام اختبار اللهب، يلاحظ ظهور لهب شديد برتقالي اللون. ما سبب الحاجة إلى مزيد من المعلومات للتأكد من هوية الفلز المستخدم في العينة؟»؛ هي: لأن الفلز القلوي الذي ينتج عنه لهب برتقالي اللون قد يكون موجودًا باعتباره ملوثًا.
