焰色反应引发的光谱分析法

德国化学家本生从小受到良好的家教。17岁升入大学，3年后成了一位科学博士。后任布勒斯劳大学的化学教授，并从事化学分析法研究。他有个爱好，就是守着一个火炉，烧玻璃，自己吹制出化学实验需要的各种形状的玻璃器具。为获得烧制玻璃器具所适宜的温度的火焰，为此他发明了“本生灯”。通常火焰呈现微弱的浅蓝色，但当灯焰钻进铜制的灯头内部时，火焰呈绿色，灼烧玻璃时火焰呈黄色，如将一粒钾盐放在灯焰上灼烧时，火焰呈现淡紫色。五颜六色的火焰变化，使本生突发奇想，能否通过灼烧物质时火焰颜色来辨认物质的组成呢？说干就干，他马上投入到紧张的实验中。本生夜以继日地灼烧并验证了实验室里所有的金属及金属的盐。试验结果证明：多数金属或它们的化合物灼烧时使火焰呈现特殊的颜色。这在化学上称之为焰色反应。
　　
　　熔色反应对分析纯净物的确有效，但若是混合物，不同颜色混在一起，此法就不灵了。本生为解决这一难题冥思苦想，在校园散步时巧遇好友基尔霍夫，便将此事讲给这位物理学家。基尔霍夫不以为然地说：“这有什么了不起。车路走不通走马路。要是我们搞物理的就不去看火焰的颜色，而是去看他们的光谱。”
　　
　　本生说：“光谱？我怎么就没有想起这一招呢？”
　　
　　基尔霍夫接着谈了自己的想法。“化学将军，只因你的大帐下没有物理兵啊。如蒙不弃，我愿效劳。我手下还保存一块45年前大光学家夫琅和费亲自磨制的石英三棱镜呢。”
　　
　　第二天，本生布置了一个暗室，并准备好本生灯及试验需要的各种金属的盐。基尔霍夫带来了一块三棱镜，一个直筒望远镜，一个雪茄烟盒，一片打了一道窄缝的圆铁片。基尔霍夫那双灵巧的手，很快用这些仪器制成了世界上第一台“分光镜”。接着，他们把本生灯的火焰对准铁片缝。然后本生用一根铂丝依次挑着各种盐分别往灯焰里送。基尔霍夫对着窥管看，一边读出光谱上的线条：钠盐——两条黄线；钾盐——一条紫线，一条红线；锂盐——一条明亮的红线，一条较暗的橙线；锶盐——谱线是蓝、红、橙、黄……本生灵机一动，将几种盐混合后，投入火焰，基尔霍夫对着窥管边看边说：“你这里一定有钠盐、钾盐、锶盐、锂盐。”
　　
　　“对！一点不错。你这破烟盒子真厉害，骗不了它。我们有新武器了。”本生激动地说。
　　
　　他们反复试验得出结论：每一种元素都有自己特定的谱线，而混合物的颜色通过三棱镜会把各元素发出的光线分开，使它们分别射到各自的位置上，没有一种颜色能把别的颜色掩盖掉。这种分析方法称为光谱分析法。此法简便、准确，只要有三百万分之一毫克的样品，就能清楚地观测到它的谱线，进而确定物质的组成。