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Les flammes sont des gaz incandescents produits par la combustion. Une flamme est la lumière émise par les produits de réactions de combustion, c’est-à-dire de réactions chimiques avec l’oxygène de l’air, qui sont fortement exothermiques. Les caractéristiques de la réaction chimique, telles que le type de produits générés, déterminent les couleurs produites par la flamme de chaque réaction de combustion. Ce principe de base est soutenu par le test de flamme, une technique analytique amusante et utile qui aide à identifier la composition chimique d’un échantillon en fonction de la façon dont une flamme change de couleur, comme le montre la figure ci-dessous. Cependant, l’interprétation de vos résultats peut être délicate si vous n’avez pas de référence. Il existe de nombreuses nuances de vert, de rouge et de bleu, souvent décrites par des noms que vous ne trouverez même pas sur une boîte de peintures colorées.
Il faut tenir compte du fait que la couleur identifiée dans la flamme lors de l’insertion de l’échantillon dépendra du combustible utilisé pour générer la flamme et si le résultat est visible à l’œil nu ou à travers un filtre. Il est également possible de prendre des photos pour comparer les changements de couleur lors du test de différents échantillons. Il faut tenir compte du fait que les changements de couleur peuvent varier en fonction de la manière dont le test est effectué et de la pureté de l’échantillon. Voyons ci-dessous les références des tests de couleur de flamme de certains éléments.
Sodium et fer : jaune
La plupart des combustibles, tels que les bougies et le bois, contiennent du sodium, c’est pourquoi nous connaissons la couleur jaune que ce métal donne à une flamme. Cette couleur change lorsque les sels de sodium sont placés dans une flamme bleue, comme un bec Bunsen ou une lampe à alcool. A noter que le jaune de sodium cache d’autres couleurs. Si, dans un autre test, l’échantillon présente une certaine contamination par le sodium, la couleur observée peut inclure une contribution inattendue de jaune. Le fer peut également produire une flamme dorée, bien qu’elle soit parfois orange.
Calcium : orange
Les sels de calcium produisent une flamme orange. Cependant, la couleur peut sembler terne, sombre, il peut donc être difficile de faire la distinction entre le jaune de sodium ou l’or de fer. L’échantillon de calcium le plus couramment testé en laboratoire est le carbonate de calcium. Si l’échantillon n’est pas contaminé par du sodium, une belle couleur orange doit être obtenue ; dans la figure suivante, l’orange est combiné avec un jaune d’une autre origine.
Potassium; violette
Les sels de potassium produisent une flamme violette ou violette caractéristique. Si la flamme du brûleur est bleue, il peut être difficile de voir un changement de couleur important. Aussi, la couleur peut être plutôt pâle, plus proche du lilas. Dans la figure suivante, seul un léger arc violacé peut être distingué.
Césium : violet ou bleu
Le test à la flamme au césium donne une couleur violacée ou bleue, tout comme le potassium, il est donc susceptible d’être confondu avec le césium. Les composés de césium sont moins fréquents dans les laboratoires, donc si cette coloration est observée lors d’un test à la flamme, l’échantillon peut être associé à du potassium, mais ce n’est toujours pas un résultat concluant.
Lithium et rubidium : rose vif
Le lithium produit une coloration rouge à violette lors d’un test à la flamme. Il est possible d’obtenir une couleur rose soutenue ou aussi des tons plus sourds. La couleur obtenue est plus dégradée que le rouge de strontium, élément suivant à prendre en compte. Un autre élément qui peut produire une coloration de flamme similaire est le rubidium, et aussi le radium, mais il est très rare de trouver cet élément en laboratoire.
strontium : rouge
La coloration de la flamme que donne le strontium est rouge ; c’est le rouge des fusées éclairantes et des feux d’artifice. C’est une coloration qui va du pourpre profond au rouge brique.
Baryum, manganèse(II) et molybdène : vert
Les sels de baryum produisent une flamme verte qui est décrite comme une couleur jaune-vert, vert pomme ou vert citron, bien qu’elle produise parfois une flamme jaune sans amélioration du vert. Le manganèse et le molybdène à l’état d’oxydation II peuvent également produire des flammes jaune verdâtre.
Bore : vert
Le bore donne à la flamme une coloration vert vif. C’est le test typique dans un laboratoire pour déterminer la présence de borax.
Cuivre : bleu ou vert
La coloration que le cuivre donne à la flamme dépend de son état d’oxydation ; les sels de cuivre à l’état d’oxydation I donnent une coloration bleue, tandis que l’état d’oxydation II colore les flammes en vert.
Il est à noter que la couleur de la flamme bleue est trompeuse, puisqu’il s’agit de la couleur habituelle d’une flamme de méthanol ou d’un brûleur ou réchaud, comme le montre la figure de présentation de l’article. D’autres éléments qui peuvent donner une couleur bleue lors d’un test à la flamme sont le zinc, le sélénium, l’antimoine, l’arsenic, le plomb et l’indium. Il faut également considérer qu’un grand nombre d’éléments ne produisent pas de changements de couleur dans une flamme. Par conséquent, si le résultat du test de flamme est bleu, des informations très pertinentes ne seront pas obtenues.
Fontaine
Essai à la flamme . Consulté en novembre 2021.
