Saggi alla fiamma

I saggi alla fiamma costituiscono una tecnica preliminare di analisi qualitativa per via secca per verificare la presenza di taluni cationi. Ai saggi alla fiamma vengono affiancati i saggi alla perla, al coccio e ai tubicini
Il principio su cui si basa tale tecnica prende spunto dalla teoria atomica di Bohr secondo la quale quando a un atomo o a uno ione viene fornita energia, nella fattispecie sotto forma di calore, gli elettroni passano da uno stato fondamentale a uno stato eccitato assorbendo una energia quantizzata.

Ricadendo poi allo stato fondamentale l’energia assorbita è riemessa sotto forma di radiazione avente energia pari a E = hν essendo h la costante di Planck e ν la frequenza della radiazione. Se la radiazione ha una frequenza, ovvero una lunghezza d’onda, che cade nel campo del visibile si evidenzia una colorazione tipica.

I saggi alla fiamma sono condotti facendo uso di un  Bunsen, bruciatore a gas usato nei laboratori di chimica. Prende il nome da Robert Wilhelm Bunsen, il chimico e fisico tedesco al quale è attribuita l’invenzione, in cui  la base della fiamma ne costituisce la zona meno calda ( ~ 300°C) a parte il cono freddo interno in cui non avvengono combustioni.

I saggi alla fiamma si prestano per esaminare assai bene le colorazioni che alcuni composti volatili impartiscono alla fiamma stessa. La temperatura non troppo elevata consente che le colorazioni compaiano gradualmente cosa che non avviene a temperature più elevate.

La colorazione è tanto più netta quanto più il composto è volatile per cui i componenti della sostanza in esame vengono trasformati in cloruri (sali estremamente volatili) umettandoli con acido cloridrico

Metodo

Si utilizza un filo di platino pulito. A tale scopo è immerso in un tubo da saggio contenente HCl conc.  e portarlo alla base della fiamma ripetendo l’operazione più volte fino a che il filo non colori in alcun modo la fiamma stessa.
Tale operazione è particolarmente difficoltosa qualora si sia usato di recente una sostanza contenente ioni Na⁺ i quali sono molto persistenti. Si ricordi di non toccare mai il filo di platino con le dita che contengono sostanze che inquinerebbero il filo stesso.

I testi di analisi chimica qualitativa consigliano di polverizzare finemente in mortaio la sostanza in esame. Se ci viene concesso, suggeriremmo invece, di mettere il campione in un vetrino da orologio e osservare con attenzione se si evidenziano piccoli cristalli di colore diverso e cercare di trasportarli sul filo umettato in modo da evidenziare, se lo ione dà un saggio positivo, immediatamente il colore della fiamma senza interferenze.

Polverizzare  poi la sostanza e accostarvi il filo di platino umettato di HCl conc.  osservando la colorazione della fiamma avendo cura, se il saggio viene ripetuto più volte, di rinnovare l’acido.

Poiché la colorazione gialla che lo ione sodio impartisce alla fiamma maschera le altre colorazioni, se si presenta questo caso, conviene osservare la fiamma attraverso un vetro al cobalto che elimina la colorazione coprente dello ione sodio.

Colorazioni osservabili con i saggi alla fiamma

La tabella seguente riassume le principali colorazioni osservabili.