Práctica de laboratorio N°3:

ESTRUCTURA ATOMICA

Integrantes: Correa Cardenas Luis Feliz Lluque Cintia Cutipa Mendoza Gerson

Profesor: Gonzales Yapo

Fecha de realización del laboratorio: 02-05-2015

Objetivo

Observar la luminiscencia metálica que se produce al exponer ciertos componentes metálicos a la llama no luminosa del mechero Bunsen.

Conocer de dónde proceden los distintos colores de los fuegos artificiales.

Producir luminiscencias de distintos colores.

Introducción

Un átomo es capaz de absorber diferentes tipos de energía, térmica y luminosa especialmente, que le conducen a una serie de estados excitados. Estos estados poseen unas energías determinadas y características de cada sustancia. Existe una tendencia a recuperar con rapidez el estado fundamental. La consecución de "volver al equilibrio" se puede realizar a través de choques moleculares (pérdida de energía en forma de calor) o a través de la emisión de radiación. Puesto que los estados excitados posibles son peculiares de cada especie, también lo serán las radiaciones emitidas en su desactivación. El tipo de radiación emitida dependerá de la diferencia entre los estados excitados y el fundamental, de acuerdo con la ley de Planck,  E = hv ;  donde E = diferencia de energía entre los estados excitado y fundamental, h = Constante de Planck (6,62 10-34 J s) y v= frecuencia.  De esta manera, un determinado elemento da lugar a una serie de radiaciones características que constituyen su espectro de emisión, que puede considerarse como su "huella dactilar" y permite por tanto su identificación.

Fundamento teórico

Espectroscopia:Es la técnica espectroscópica para tasar la concentración o la cantidad de especies determinadas. En estos casos, el instrumento que realiza tales medidas es un espectrómetro 

La espectrometría a menudo se usa en física y química analítica para la identificación de sustancias mediante el espectro emitido o absorbido por las mismas.

Espectro de EmisiónEl espectro de emisión tiene lugar cuando los átomos y las moléculas en un gas caliente emiten luz a determinadas longitudes de onda, produciendo por lo tanto líneas brillantes. Al igual que el caso del espectro de absorción, la distribución de estas líneas es única para cada elemento. Espectros de emisión pueden verse en cometas, nebulosas y ciertos tipos de estrellas.

Espectro ContinuoEl espectro continuo, también llamado térmico o de cuerpo negro, es emitido por cualquier objeto que irradie calor (es decir, que tenga una temperatura distinta de cero absoluto = -273 grados Celsius). Cuando su luz es dispersada aparece una banda continua con algo de radiación a todas las longitudes de onda.

Espectro discontinuoSe conoce con el nombre de ESPECTRO DISCONTINUO O DE RAYAS a la luz que se obtiene al poner incandescente una muestra de un elemento químico en estado gaseoso (muy pocos átomos). Para cada elemento, su espectro discontinuo es diferente y característico.

Espectro de Absorción El espectro de absorción de un material muestra la fracción de la radiación electromagnética incidente que un material absorbe dentro de un rango de frecuencias1. Es, en cierto sentido, el opuesto de un espectro de emisión. Cada elemento químico posee líneas de absorción en algunas longitudes de onda, hecho que está asociado a las diferencias de energía de sus distintos orbitales atómicos.

Longitud de onda de una radiaciónEsta expresión significa que cada transición de un nivel de energía a otro corresponde a una longitud de onda definida llegándose a determinar

1

diversidad de espectros de los átomos según la energía de excitación aplicada tales como la llama el arco eléctrico o chispa eléctrica.

Fenómeno de difracciónEs un fenómeno característico de las ondas que se basa en la desviación

de estas al encontrar un obstáculo o al atravesar una rendija. La difracción ocurre en todo tipo de ondas, desde ondas sonoras, ondas en la superficie de un fluido y ondas electromagnéticas como la luz visible y

las ondas de radio. También sucede cuando un grupo de ondas de tamaño finito se propaga; por ejemplo, por causa de la difracción, el haz

colimado de ondas de luz de un láser debe finalmente divergir en un rayo

más amplio a una cierta distancia del emisor.

DESCRIPCION DE LOS EXPERIMENTOS

Experimento 1 : Analisis espectral cualitativo.

MATERIALES Y REACTIVOS MECHERO DE BUNSEN ALAMBRES DE PLATINO O NICRON

TUBOS DE ENSAYO LUNA DE RELOJ

NaCl LiCl KCl

MgCl SnCl2 CaCl2

BaCl2

PROCEDIMIENTO1. Tomar el alambre de Pt e introducirlo en la parte incolora de la

llama, si la llama se colorea es que existe impureza en el alambre, para quitarla se sumerge el alambre en el tubo de ensayo que contiene HCl concentrado, y se lleva nuevamente a la llama. Esta operación se repite varias veces hasta que el alambre no coloree la llama de mechero.

(HCl con el alambre de Pt)

(Someter el alambre al mechero)

2. Usar la luna de reloj para humeder con agua destilada los diferentes cloruros.

3. Luego de limpiar el alambre, tocar con este a diferentes compuestos como por ejemplo, NaCl, LiCl, KCl, MgCl2, SnCl2, CaCl2 y BaCl2 para después someterlo a la llama y observar cierta coloración.

A continuación mostramos los diferentes colores de luces producidos . Para la longitud de onda se usó datos de la bibliografía

Cloruros Formula

Color de la llama

Linea caracteristica A

Sodio NaCl Anaranjado poco intenso (amarilla)

5890

Potacio KCl Anaranjado claro 4044

Litio LiCl Rojo fuxia 6708

Calcio CaCl2 Naranja rojizo 4226

Estroncio

SrCl2 Rojo anaranjado 4607

Bario BaCl2 Verde parduzco claro

5535

Magnesio

MgCl2 Anaranjado intenso

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NaClSe trata de un color intenso y reconocible. El color es invisible a través de un vidrio azul de cobalto, por lo que se usa para evitar que el sodio actúe como interferente en el ensayo de otros elementos, como por ejemplo el potasio. A través de un vidrio verde se ve amarillo anaranjado. El sodio es muy frecuente como contaminante en sales de otros elementos metálicos

y no es rara su interferencia.

KClEs un color difícil de observar, además de que el sodio suele interferir. Por este motivo se suele observar a través de un vidrio azul de cobalto, para

que el sodio no interfiera, en cuyo caso se observar un violeta palido.

LiClColor muy persistente y fácil de observar, en cuyo caso se ve rojo fuxia.

CaCl2Se trata de un color fugaz (por volatilidad), fácil de confundir con el estroncio. Si se observa a través de un vidrio azul se ve de color verde.

SrCl2Es un color fugaz,, resulta fácil confundirlo con el calcio, más por su fugacidad que por semejantes en la tonalidad. En efecto, sobre los colores en los fuegos artificiales que el estroncio suele ser el responsable del color rojo de los mismos.

BaCl2Es difícil de excitar (transición electrónica energética) por lo que requiere una llama con bastante potencia. Si la llama no es adecuada no se podrá observar. Dandonos un color verdozo.

MgCl2

Cuando se quema magnesio elemental en el aire, se combina con el oxígeno para formar un compuesto iónico denominado óxido de magnesio o MgO. El magnesio también puede combinarse con nitrógeno para formar nitruro de magnesio, Mg3N2, y puede reaccionar con el dióxido de carbono también. La reacción es intensa y la llama resultante es un blanco brillante. En algún momento, el magnesio ardiente se utilizó para generar la luz en los flashes de fotografía, aunque hoy en día los flashes eléctricos han tomado su lugar. No obstante, sigue siendo una popular demostración para el aula. Al trabajarse en el laboratorio se obtuvo un color anaranjado muy intenso.

Experimento 2 : Mediante el experimento anterior se analizara 7 muestras y concluir a cual perteneceSe obtuvo los siguientes resultados.+

MUESTRAS RESULTADO1 MgCl2

2 LiCl

3 BaCl2

4 NaCl

5 KCl

6 CaCl2

7 SrCl2

Explicación del experimento

Cuando los metales o sus compuestos, se calientan fuertemente atemperaturas elevadas en una llama muy caliente , la llama

adquiere colores brillantes que son característicos de cada metal. Loscolores se deben a átomos del metal que han pasado a estados

energéticos excitados debido a que absorben energía de la llama; losátomos que han sido excitados pueden perder su exceso de energía

por emisión de luz de una longitud de onda característica. Loscompuestos de estos elementos contienen a los átomos metálicos enforma de iones positivos en el estado sólido, no obstante, cuando secalientan a la elevada temperatura de una llama se disocian dando

átomos gaseosos y no iones. De aquí que los compuestos confieran ala llama los mismos colores característicos que los elementos. Estasllamas coloreadas proporcionan una vía de ensayo cualitativo muy

adecuada paradetectar estos elementos en mezclas y compuestos

Bibliografía

http://www.frlp.utn.edu.ar/grupos/aepeq/textespect3.html

http://media4.obspm.fr/public/VAU/temperatura/radiacion/espectroscopia/espectros-estelares/OBSERVER.html

http://www.ehowenespanol.com/explicar-sucede-quemamos-metal-magnesio-como_51260/

http://es.wikipedia.org/wiki/Llama_%28qu%C3%ADmica%29

http://bioenciclopedia.com/llama/

https://www.google.com.pe/search?q=llamas+quimica&es_sm=122&biw=1366&bih=667&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ei=pgJDVZiUDMa0ggTil4D4CQ&ved=0CAYQ_AUoAQ

Lister, Ted. (2002). Experimentos de Química clásica. Ed. Síntesis