فيديو السؤال: وصف التحليل الطيفي لانبعاثات اللهب الكيمياء

يمكن الحصول على بيانات إضافية عن طريق تمرير الضوء الصادر في اختبار اللهب عبر مطياف. أي العبارات الآتية خطأ؟ (أ) ينبعث الضوء من العناصر بأطوال موجية مميزة للعنصر؛ ولذا فإن الخطأ في تحديد ماهيته غير محتمل. (ب) ينبعث من كل عنصر طول موجي واحد للضوء. (ج) من الصعب تحليل العناصر اللافلزية باستخدام هذه الطريقة. (د) يستغرق قياس العينة الواحدة أقل من دقيقة عادة. (هـ) يمكن جعل عمليتي القياس وتحليل البيانات عمليتين آليتين.

٠٥:٠٩

‏نسخة الفيديو النصية

يمكن الحصول على بيانات إضافية عن طريق تمرير الضوء الصادر في اختبار اللهب عبر مطياف. أي العبارات الآتية خطأ؟ (أ) ينبعث الضوء من العناصر بأطوال موجية مميزة للعنصر؛ ولذا فإن الخطأ في تحديد ماهيته غير محتمل. (ب) ينبعث من كل عنصر طول موجي واحد للضوء. (ج) من الصعب تحليل العناصر اللافلزية باستخدام هذه الطريقة. (د) يستغرق قياس العينة الواحدة أقل من دقيقة عادة. (هـ) يمكن جعل عمليتي القياس وتحليل البيانات عمليتين آليتين.

نجري اختبارات اللهب عن طريق تعريض المواد للهب، ورصد تغير لون اللهب، واستخدام اللون للتعرف على أيونات الفلزات. وكما يوضح السؤال، إذا أردنا معرفة الأطوال الموجية المحددة التي تنبعث بدلًا من الاكتفاء برؤية لونها الكلي في اللهب، يمكننا النظر عبر مطياف. والمطياف، في الأساس، عبارة عن منشور يتسبب في انكسار الضوء وفصل الأطوال الموجية المختلفة الصادرة من مصدر الضوء.

تبدو قراءة المطياف بهذا الشكل، مع وجود حزم ملونة ساطعة منتشرة عبر طيف الضوء المرئي. نطلق على نمط الأطوال الموجية المنبعثة من أحد العناصر طيف انبعاث العنصر. وشأنه شأن بصمة أصابع الإنسان، طيف انبعاث العنصر مميز ولا يتغير. لذا، يمكننا استخدامه لتحديد العنصر الذي نعرضه للهب.

والآن دعونا نستعرض الخيارات لإيجاد العبارة الخطأ. الخيار (د)، يستغرق قياس العينة الواحدة أقل من دقيقة عادة، هو عبارة صحيحة. فيتطلب كل قياس تعريض الملح للهب ومشاهدة اللهب عبر مطياف محمول باليد. ولا تستغرق هذه العملية وقتًا طويلًا. لذا يمكننا استبعاد الخيار (د).

ثمة عبارة أخرى صحيحة، وهي الخيار (أ) ينبعث الضوء من العناصر بأطوال موجية مميزة للعنصر؛ ولذا فإن الخطأ في تحديد ماهيته غير محتمل. نظرًا لأن الأطوال الموجية للضوء المنبعث تعتمد على التباعد بين مستويات طاقة الإلكترون في الذرة؛ حيث تقفز الإلكترونات بين هذه المستويات، فإن كل عنصر سينبعث منه نفس النمط المتوقع للأطوال الموجية أو نفس طيف الانبعاث في كل مرة يتعرض للهب. ويتضمن تحديد العنصر مطابقة النمط المرصود للأطوال الموجية بنمط مرجعي. لذا، يمكننا استبعاد الخيار (أ).

الخيار (ج) أيضًا عبارة صحيحة. فمن الصعب تحليل العناصر اللافلزية باستخدام هذه الطريقة. ففي حين تتميز العناصر اللافلزية بأطياف انبعاث فريدة خاصة بها، أو بأنماط من الأطوال الموجية المنبعثة، لا تستثار إلكتروناتها بسهولة مثل إلكترونات العناصر الفلزية. لذلك، فإن أطياف انبعاثها لا تكون مرئية عند استخدام هذه الطريقة. بالإضافة إلى ذلك، تنبعث عادة من اللافلزات أيضًا أطوال موجية خارج نطاق الطيف المرئي. نتيجة لهذين السببين، إذا عرضنا ملحًا يحتوي على فلز ولا فلز للهب، فسيكون طيف انبعاث الفلز فقط مرئيًّا. وعليه، يمكننا استبعاد الخيار (ج) أيضًا.

العبارة الصحيحة الأخيرة هي (هـ) يمكن جعل عمليتي القياس وتحليل البيانات عمليتين آليتين. فتوجد بالفعل أجهزة كمبيوتر وآلات يمكنها تنفيذ هذه المهمة. ونظرًا لأن العملية تتطلب استشعار الأطوال الموجية القابلة للقياس الكمي ومقارنتها بمرجع لأطياف الانبعاث المعروفة، فهي ليست بالمهمة التي يصعب على الكمبيوتر المصمم جيدًا تنفيذها.

الخيار المتبقي (ب)، ينبعث من كل عنصر طول موجي واحد للضوء، هذه عبارة خطأ؛ ومن ثم فهو الإجابة الصحيحة. إذا نظرنا من خلال مطياف إلى أيون فلز معرض للهب، فسنلاحظ حزمًا متعددة لألوان مختلفة تمثل أطوالًا موجية عديدة. ويرجع السبب في وجود أطوال موجية متعددة إلى أن الإلكترونات المختلفة في العينة تنتقل لأسفل من مستويات طاقة مختلفة في الذرة، وتبعث فوتونات ذات مستويات طاقة مختلفة بأطوال موجية متباينة. حتى الهيدروجين، العنصر الذي يحتوي على إلكترون واحد فقط في صورته المتعادلة، له أربع حزم مميزة في طيف الانبعاث الخاص به. ينبعث من العناصر أطوال موجية متعددة للضوء عند تعريضها للهب. إذن الإجابة الصحيحة والعبارة الخطأ هي (ب): ينبعث من كل عنصر طول موجي واحد للضوء.

Nagwa uses cookies to ensure you get the best experience on our website. Learn more about our Privacy Policy.