PRÁCTICA Nro. 03 ESPECTROS DE EMICION I. INTRODUCCION En este informe se narrará el experimento realizado en el laboratorio, basado principalmente en los espectros de emisión y en comprobar si éste fenómeno se cumplía realmente al ponerlo en práctica. También se buscaba encontrar la cantidad de cationes que contiene un elemento, según el color de la llama emitida al ser este quemado. Para comprender mejor este trabajo, se introducirá al tema aclarando conceptos con el propósito de que, al mencionarlos, se pueda dar a entender claramente cada idea. ¿Qué son los espectros de emisión? Espectro: Cuando se dispersa un haz de radiación electromagnética a través de un medio dispersante y transparente, se obtiene un espectro electromagnético. Se obtiene un conjunto de haces luminosos de distintos colores cuando se calienta un átomo de cualquier elemento hasta la incandescencia, (incandescencia es la emisión de luz provocada por el calor). Luego la luz emitida traspasa un prisma y causa que la llama obtenga un color característico y se trata de la radiación electromagnética. El espectro de emisión es característico de cada elemento, éste es formado por una secuencia de líneas. (Opuesto al espectro de luz blanca, que es continuo). Todo cuerpo calentado suficientemente a partir de una baja temperatura, emite radiación electromagnética en el espectro visible. Se le llama radiación electromagnética a las ondas producidas por la oscilación o aceleración de una carga eléctrica. Transporta energía de un lugar a otro, y en los espectros de emisión, su manera de manifestarse, es el calor. II. OBJETIVO • Identificaremos y diferenciamos elementos o compuestos químicos, mediante la observación del espectro emitido de la luz. III. METODOLOGIA Cuando se calientan determinados elementos en una llama, Son ejemplos de espectros de emisión las llamas producidas por el calentamiento de determinados elementos. En realidad, todo material sólido al calentarse a un promedio de 1600 °C emite luz visible. La energía absorbida induce a los electrones que se encuentran en un estado fundamental a un estado mayor de energía. El tiempo de vida de los electrones en esta situación meta estable es corto y vuelve a un estado de excitación más bajo o al estado fundamental, la energía absorbida se libera bajo la forma de luz. En algunos casos, los estados excitados pueden tener un periodo de vida apreciable, como el caso de la emisión de luz continúa, después de que la excitación ha cesado, a este fenómeno se le denomina fosforescencia. A) MATERIALES • mechero Bunsen • tubos de ensayo • gradilla para tubos • Alambre de nicrom • Espátula • Fosforo Mechero Bunsen. - Es una fuente calorífica muy empleada en el laboratorio. Este instrumento quema gases, combustibles como el metano, el propano, el butano, etc. Según (Domínguez Gómez, Torralba Marco, & Escudero González, 2012) Características de la llama del mechero Bunsen: en principio se debe señalar que la llama del mechero se produce por la combustión del gas propano (metano o butano), la cual se realiza por la presencia del oxígeno en el aire. Las reacciones que producen se conocen como combustión incompleta y combustión completa. De acuerdo a estos dos tipos de combustión se pueden producir dos clases de llamas: luminosa y no luminosa. En la figura se muestran las partes del mechero: 1. cañón 2. Pie 3. Virola 4. Chiclé 5. Entrada de gas 6. Llave CLASES DE LLAMA De acuerdo al tipo de combustión se pueden generar dos clases de llama; la no luminosa y la luminosa Llama no luminosa Se consigue debido a un adecuado contacto entre aire y gas antes de efectuarse la combustión completa, de tal manera que casi no hay partículas sólidas incandescentes; porque la combustión es completa y existe un exceso de oxígeno y se producen altas temperaturas (zona oxidante). Cuando la entrada de aire está abierta, la llama es de color verde – azulado. Esta llama produce gran cantidad de energía a comparación de la llama luminosa, alcanza temperaturas hasta 1300 ºC y en algunos casos 1500 ºC. Llama luminosa La llama de un mechero es luminosa cuando la entrada de aire está cerrada porque el aire que entra en el quemador es insuficiente y el gas no se mezcla con el oxígeno en la base del mechero, por lo tanto solo se quema el gas produciendo una llama de color amarillo y humeante. Emite luz porque contiene partículas sólidas que se vuelven incandescentes debido a la alta temperatura que soportan. Este tipo de llama produce gran pérdida de calor y se genera en una combustión incompleta. Alcanza temperaturas hasta 900 ºC. B) REACCTIVOS SrCl2 (s) NaCl (s) CaCl2 (s) KCI (s) BaCl2 (s) LiCl (s) CuCl2 (s) HCl(cc) PROCEDIMIENTO IV. • Se enciende el mechero de Bunsen, se regula y genera una llama no luminosa. • Colocamos el extremo argollado de uno de los alambres de nicrom en la parte más caliente (zona de mayor temperatura o cono externo) de la llama, al observar el color amarillo que se produce, será necesario eliminarlo para ello introducimos en ácido sulfúrico y llevar a la llama observando la coloración. • Repetir esta operación cuantas veces sea necesario hasta que el color amarillo de la llama desaparezca. • Una vez limpio el alambre, introducimos nuevamente en el ácido y luego en la sustancia que queremos observar. • Colocamos la muestra insertada en el alambre en la zona de la llama indicado anteriormente, y se puede observar el color que más predomina y esta luz lo produce la sustancia en combustión. • Seguimos el mismo procedimiento con las otras sustancias de ensayo. Para cada sustancia se emplea un alambre de nicrom rotulado distinto (en este caso solo usamos un par, pero se descontamino en el ácido antes de usar otra sustancia). A) estudio del espectro de luz Cuando los metales o sus compuestos, se calientan fuertemente a temperaturas elevadas en una llama muy caliente, la llama adquiere colores brillantes que son característicos de cada metal. Los colores se deben a átomos del metal que han pasado a estados energéticos excitados debido a que absorben energía de la llama; los átomos que han sido excitados pueden perder su exceso de energía por emisión de luz de una longitud de onda característica. Los compuestos de estos elementos contienen a los átomos metálicos en forma de iones positivos en el estado sólido, no obstante, cuando se calientan a la elevada temperatura de una llama se disocian dando átomos gaseosos y no iones. De aquí que los compuestos confieran a la llama los mismos colores característicos que los elementos. Estas llamas coloreadas proporcionan una vía de ensayo cualitativo muy adecuada para detectar estos elementos en mezclas y compuestos. Para un elemento particular la coloración de la llama es siempre la misma, independientemente de si el elemento se encuentra en estado libre o combinado con otros. ( Molina Melo, 2007) ELEMENTO COLOR DE LA LLAMA INTENSIDAD Ca Rojo - Anaranjado Media Li Rojo - Intenso Alta Cu verde - intenso Media K Violeta Alta Na Amarillo Alta Ba Verde Claro Baja B) Algunos colores de la llama Verde amarillento Verde Ba Rojo CuCℓ2 Naranja CaCℓ2 Mg LiCℓ Púrpura – Violeta amarillo KCℓ NaCℓ RESULTADOS V. • Cuando los metales o sus compuestos, se calientan fuertemente a temperaturas elevadas en una llama muy caliente, la llama adquiere colores brillantes que son característicos de cada metal. Los colores se deben a átomos del metal que han pasado a estados energéticos excitados debido a que absorben energía de la llama. • El mechero Bunsen, también conocido como quemador Bunsen, es un transmisor de calor que funciona con gas natural o gases derivados del petróleo como propano o butano. Este dispositivo genera una llama que se utiliza para calentar sustancias, esterilizar o llevar a cabo la combustión de muestras y reactivos químicos. El tubo de combustión del mechero Bunsen está conectado a una base que permite el flujo de gas controlado mediante una válvula de aguja. CONCLUSIONES VI. • Después de las experiencias realizadas, ya podemos tener una visión más amplia sobre los espectros de luz que emanan algunas sustancias al momento de ser expuestas a altas temperaturas (liberación de energía en forma de luz). • Estamos aptos para manejar un mechero de Bunsen, porque conocemos sus partes, su funcionamiento, las clases de llama que nos brinda, las temperaturas aproximadas a las que opera. VII. BIBLIOGRAFIA Partington, J.R. “A history of Chemistry”, Vol. IV, MacMillan, London, 1964. Schacher, S. G. “Bunsen, Robert Wilhelm Eberhard.” En “Complete Dictionary of Scientific Biography”. Molina Melo, U. V. (2007). Coloración a la llama. ISSN, 3. Domínguez Gómez, R., Torralba Marco, R., & Escudero González, P. (2012). Los aparatos bunsen y su aplicacion didactica. Química (PUCP), 7.
