انبعاث اللهب المعدني

المصدر: سماء قريم من جامعة جونز هوبكنز ، دكتوراه في الطب ، الولايات المتحدة الأمريكية

1. اختبار انبعاث اللهب المعدنيتوسيع

   في هذا المختبر ، ستثير إلكترونات ستة أملاح كلوريد معدنية بحرارة من اللهب وتقيس الطول الموجي للضوء المنبعث من الإلكترونات المرتكرة. يكون الضوء المنبعث في الطيف المرئي ، لذلك سترى ألسنة اللهب الملونة المختلفة للمعادن المختلفة.

   في نهاية المختبر ، ستقيس طيف انبعاث الماسة وتستخدم البيانات التي جمعتها من أملاح المعادن لتحديد المعادن الموجودة في الماسة. للمساعدة في هذه العملية ، قم بعمل جدول في دفتر ملاحظات المختبر الخاص بك لتسجيل الأطوال الموجية المنبعثة من الضوء المحيط والأملاح والماسة.

   الجدول 1: الأطوال الموجية المرصودة

   قم بتشغيل #	المصدر	الطول الموجي المسجل
   1	أضواء الغرفة
   2	كلوريد الصوديوم
   3	LiCl
   4	KCl
   5	SrCl2
   6	BaCl2
   7	CuCl2
   8	سباركلر

   انقر هنا لتنزيل الجدول 1

   خلال هذا المختبر ، ستحمل قضيبا مغطى بالملح على حافة لهب موقد بنسن لإثارة الأملاح المعدنية. إذا اشتعلت النيران في القضيب ، فقم بإخماده على الفور في كوب من الماء. للإثارة ، ستحمل كاشفا بالقرب من اللهب والماسة لقياس الأطوال الموجية للضوء المنبعث. حافظ على مسافة آمنة لحماية نفسك وجهاز الكاشف. نظرا لأن بعض المهام يتم تنفيذها في وقت واحد ، نقترح عليك العمل في مجموعات من أربعة مع كل طالب لإكمال المهام حسب الحاجة.

   • ارتد معطف المختبر ونظارات السلامة وقفازات النتريل.
   • قم بإعداد موقد بنسن في غطاء الدخان.
   • املأ دورق سعة 400 مل بماء الصنبور وأحضره إلى الغطاء. ضع الأملاح وأدوات التطبيق وماء الصنبور في متناول اليد على جانب واحد من موقد بنسن.
   • قم بتشغيل مقياس الطيف الضوئي المحمول باليد وتعرف على مكوناته.
   • قم بإنشاء تجربة جديدة وقم بتكوين مقياس الطيف لقياس شدة الانبعاث. اضبط وقت العينة على 200 مللي ثانية وعدد القراءات بطول موجي معين إلى 1. سجل الإعدادات واسم التجربة في دفاتر ملاحظات المختبر.
   • قياس طيف أضواء الغرفة. اطلب من طالب أو طالبين إمساك الكاشف البصري بالقرب من الأضواء قدر الإمكان دون فصل الكابلات. بمجرد أن تصبح جاهزا ، اطلب من طالب مختلف بدء تشغيل مقياس الطيف. يجب أن يكون الطيف واضحا ، مع الحد الأدنى من الضوضاء وعدم وجود قمم خارج النطاق. ملاحظة: إذا كنت تواجه مشكلة ، فأمسك المسبار في درج أو صندوق مغلق تقريبا لحمايته من أشعة الشمس أثناء توجيهه إلى أضواء الغرفة.
   • التقط الطيف على الفور عندما يبدو جيدا. تأكد من أن لديك طيفا عالي الجودة قبل حفظه. سجل الأطوال الموجية للقمم في جدول البيانات الخاص بك.
   • قياس أطياف انبعاث الأملاح المعدنية. أشعل موقد بنسن واضبط الياقة حتى ينفصل اللهب بوضوح إلى لهب داخلي وخارجي.
   • أحضر مقياس الطيف إلى غطاء المحرك وقم بترتيب الكابلات بحيث يمكن حمل الكاشف على بعد حوالي بوصة واحدة من اللهب.
   • اطلب من طالب واحد إعداد مقياس الطيف للتشغيل. يجب أن يكون لدى هذا الطالب رؤية واضحة للموقد حتى يتمكن من البدء في الحصول على البيانات بمجرد دخول الملح إلى اللهب. بعد ذلك ، اطلب من طالب آخر أن يمسك الكاشف على مسافة لا تزيد عن بوصة واحدة من اللهب. ملاحظة: أي اقتراب يخاطر بإتلاف الكاشف. لكنك لن تحصل على طيف واضح إذا كان الكاشف بعيدا جدا.
   • اطلب من طالب مختلف أن يأخذ أحد أدوات التطبيق من دورق الماء ويغمسها في أنبوب كلوريد الصوديوم لتغطية القطن المبلل بالملح. بعد ذلك ، أدخل قضيب الملح المطلي بالملح بعناية حوالي 1 مم في اللهب الخارجي ، والذي سيتغير لونه.
   • ابدأ المطياف عندما يدخل القضيب إلى اللهب. ملاحظة: إذا كانت شدة الذروة خارج نطاق القياس، فاضبط موضع الكاشف حتى تصبح جميع القمم ضمن حدود الكشف. إذا كان من الصعب رؤية تغير لون اللهب ، التقط المزيد من الملح على نفس القضيب وحاول مرة أخرى حتى ترى لونا كثيفا. إذا كان الطيف صاخبا أو ضعيفا ، فحاول توجيه الكاشف إلى جزء مختلف من اللهب.
   • عندما ترى طيفا جيدا ، التقطه واحفظه. يجب على الجميع مراجعة الطيف للتأكد من أنه ذو نوعية جيدة. اكتب الأطوال الموجية للانبعاث في الجدول الخاص بك.
   • اغمر قضيب كلوريد الصوديوم في دورق مياه الصرف الصحي. استخدم دائما قضيبا مختلفا لكل ملح.
   • اتبع نفس الإجراء لاختبار الأملاح الخمسة المتبقية ، مع الحرص على تجنب التلوث المتبادل بين الأملاح. بمجرد اختبار الملح الأخير وتسجيل الأطوال الموجية ، قم بإعداد جمع البيانات للماسة.
   • عند غطاء المدرب ، أشعل الماسة باستخدام موقد بنسن وضعها في قارورة إرلينماير. تذكر أن الشرر قد يكون ساخنا جدا. قم بإيقاف تشغيل الغاز لإطفاء موقد بنسن.
   • عندما يحمل أحد الطلاب الكاشف بالقرب من الماسة ، اطلب من طالب آخر البدء في جمع البيانات. ضع الكاشف للحصول على أكبر عدد ممكن من القمم في الحجم دون فقدان القمم الأقل كثافة.
   • التقط الطيف واحفظه بمجرد أن يبدو جيدا. تذكر أن تكتب الأطوال الموجية في الجدول الخاص بك. ملاحظة: إذا كان الماسة طويل العمر ، فقم بجمع طيف ثان واختر الأفضل أو احتفظ بكليهما للتحليل.
   • دع الماسة تحترق في غطاء المحرك أثناء إرسال البيانات التي تم جمعها إلى كل فرد في المجموعة وإيقاف تشغيل نظام الحصول على البيانات.
   • أحضر أنابيب النحاس والباريوم والسترونتيوم إلى غطاء النفايات واشطف الأنابيب جيدا بالماء منزوع الأيونات في حاوية النفايات المخصصة.
   • اغسل أملاح الصوديوم والبوتاسيوم والليثيوم في البالوعة واشطف أنابيب الاختبار المتبقية. ضع أنابيب الاختبار والمعدات الأخرى بعيدا.
   • بمجرد أن يبرد الرماد ومقبض الماسة ، قم بإلقائهما في سلة المهملات.
2. النتائجتوسيع
   • أولا ، ارسم البيانات لكل تشغيل بكثافة على المحور y والطول الموجي على المحور x.
   • قارن طيف الماسة بطيف الخلفية من أضواء الغرفة. حدد القمم الصغيرة التي قد تكون من أضواء الغرفة.
   • قارن الأطياف المعدنية بطيف الماسة. يبدو أن الصوديوم هو مصدر الذروة عند حوالي 589 نانومتر. لا توجد قمم تطابق طيف الليثيوم ، لكن البوتاسيوم يتطابق مع الذروة الكبيرة عند 770 نانومتر.
   • لا يبدو أن طيف الماسة يحتوي على قمم السترونتيوم. ومع ذلك ، فإن الباريوم هو تطابق جيد للعديد من القمم في طيف الماسة. أخيرا ، لا يبدو أن النحاس موجود في الماسة. وهكذا ، نستنتج أن الماسة كانت تحرق الصوديوم والبوتاسيوم والباريوم عندما تم الحصول على الطيف.