Flammenfärbung

Wenn auf dem Gasherd das Nudelwasser überkocht, zuckt die blaue Flamme für einen Moment grellgelb auf. Schuld ist das Salz im Wasser. Derselbe Effekt steckt hinter jedem Feuerwerk: Die roten, grünen und blauen Kugeln am Himmel sind Metallsalze, die in der Hitze leuchten. In der Chemie wird daraus ein Nachweis. Die Flammenfärbung verrät, welches Metall in einer Probe steckt, und du brauchst dafür nur eine Flamme und ein scharfes Auge.

Warum die Flamme Farbe bekommt

In der Brennerflamme wird es über 1000 Grad Celsius heiß. Diese Energie hebt die Elektronen der Metallatome auf eine höhere Stufe. Dort halten sie es nur einen winzigen Augenblick aus und fallen zurück. Die Energie, die dabei frei wird, geben sie als Licht ab, und zwar in ganz bestimmten Farben. Weil jedes Element seine Stufen an anderen Stellen hat, leuchtet jedes in seiner eigenen Farbmischung. Dieses Muster ist so eindeutig wie ein Fingerabdruck.

Die wichtigsten Farben

Ein paar Farben lohnt es sich zu merken: Natrium leuchtet intensiv gelb, Calcium ziegelrot, Strontium tiefrot, Barium grün und Kupfer grünblau. Kalium färbt die Flamme zart violett, doch diese Farbe bekommst du selten zu sehen, denn schon Spuren von Natrium überstrahlen alles mit ihrem Gelb. Deshalb schaut man beim Kaliumnachweis durch ein blaues Cobaltglas, das den gelben Anteil herausfiltert. Wichtig ist außerdem: Die Farbe kommt vom Metall, nicht vom Partner im Salz. Natriumchlorid und Natriumcarbonat leuchten beide gelb.

Vom Brenner bis zu den Sternen

Robert Bunsen und Gustav Kirchhoff bauten um 1860 ein Gerät, das Flammenlicht in seine einzelnen Farben auffächert: das Spektroskop. Statt einer verwaschenen Mischfarbe sahen sie nun scharfe farbige Linien, für jedes Element ein eigenes Muster. Damit entdeckten sie zwei neue Elemente und benannten sie nach ihren Linien: Caesium nach der himmelblauen, Rubidium nach der dunkelroten. Kurz darauf fand man dieselben Linienmuster im Licht der Sonne und der Sterne. Bis heute lesen Astronominnen und Astronomen daraus ab, aus welchen Elementen ein Stern besteht, obwohl niemand je eine Probe von dort geholt hat.