ENLACE QUIMICO

ENSAYO A LA LLAMA ESPECTRO DE EMISIN

PRCTICA N 1ENSAYO A LA LLAMA - ESPECTRO DE EMISIN

I. OBJETIVOS:

Identificar los tipos de Combustin.

Identificar los espectros en la regin visible de algunos elementos.II. PRINCIPIOS TEORICOS:La llama del mechero es producida por la reaccin qumica de dos gases: un gas combustible (propano, butano, gas natural) y un gas comburente (oxgeno, proporcionado por el aire). El gas que penetra en un mechero pasa a travs de una boquilla cercana a la base del tubo de mezcla gas-aire. El gas se mezcla con el aire y el conjunto arde en la parte superior del mechero, efectundose de sta forma la Combustin.

Se tiene dos clases de llamas:

a) Llama no luminosa:La reaccin que sucede es la siguiente:

C3H8 + 5O2 ( 3 CO2 + 4 H2O + calor(combustin completa)En este tipo de llama se observan tres zonas: Zona Fra (1)

Cono Interno (2)

Cono Externo (3)

b) Llama Luminosa:La reaccin que sucede es la siguiente:

C3H8 + 3O2 ( C + 2CO + 4 H2O + calor (combustin incompleta)El Mechero de Bunsen:

El mechero comnmente empleado es el mechero Bunsen, el cual recibe su nombre del qumico alemn del siglo XIX Robert Wilhem Bunsen (1811 - 1899).

Es un instrumento utilizado en laboratorios cientficos para calentar o esterilizar muestras o reactivos qumicos. El quemador tiene una base pesada en la que se introduce el suministro de gas. De all parte un tubo vertical por el que el gas fluye atravesando un pequeo agujero en el fondo de tubo. Algunas perforaciones en los laterales del tubo permiten la entrada de aire en el flujo de gas proporcionando una mezcla inflamable a la salida de los gases en la parte superior del tubo donde se produce la combustin

La cantidad de gas y por lo tanto de calor de la llama puede controlarse ajustando el tamao del agujero en la base del tubo. Si se permite el paso de ms aire para su mezcla con el gas la llama arde a mayor temperatura (apareciendo con un color azul). Si los agujeros laterales estn cerrados el gas solo se mezcla con el oxgeno atmosfrico en el punto superior de la combustin ardiendo con menor eficacia y produciendo una llama de temperatura ms fra y color rojizo o amarillento. Cuando el quemador se ajusta para producir llamas de alta temperatura stas, de color azulado, pueden llegar a ser invisibles contra un fondo uniforme.

En el Laboratorio, para determinar las temperaturas de las diferentes zonas de la llama se utiliza el alambre de nicrom que adquiere diversos colores a distintas temperaturas como se indica a continuacin:TC50070011001500

ColorRojo oscuroRojoAnaranjadoBlanco

ENSAYO A LA LLAMAHay un gran nmero de sustancias qumicas en el mundo, y para poder identificar cada una de ellas existen diversos mtodos. Algunos de estos mtodos consisten en disolver la sustancia, transformndola en iones, y hacerla reaccionar frente a diversos experimentos. En nuestro caso podremos identificar sustancias en estado slido mediante un mtodo que consiste en combustionar la sustancia y dependiendo del color de la luz que emitir reconocerla. Esta luz ser de un color definido por una longitud de onda caracterstica de la sustancia, y mediante ella sabremos con que sustancia estamos tratando.

ELEMENTOCOLOR DE LA LLAMAELEMENTOCOLOR DE LA LLAMA

Li

Na

K

Rb

Cs

Rojo carmn

Amarillo

Lila

Rojo azulado

Azul Ca

Sr

Ba

CuRojo naranja

Escarlata

Verde limn

Verde esmeralda.

ESPECTRO DE EMISIN:

Los tomos y los iones estn constituidos en su interior, por una parte central muy densa, cargada positivamente, denominada ncleo y por partculas negativas llamadas electrones, los cuales rodean al ncleo a distancias relativamente grandes. De acuerdo a la teora cuntica, estos electrones ocupan un cierto nmero de niveles de energa discreta. Resulta evidente, por lo tanto, creer que la transicin de un electrn de un nivel a otro debe venir acompaada por la emisin o absorcin de una cantidad de energa discreta, cuya magnitud depender de la energa de cada uno de los niveles entre los cuales ocurre la transicin y, consecuentemente, de la carga nuclear y del nmero de electrones involucrados. Si en un tomo poli electrnico, un electrn salta de un nivel de energa E1 a un nivel de energa E2, la energa de la transicin electrnica, (E, es igual a E2 E1. Si E2 representa un nivel de energa inferior a E1, entonces, la transicin viene acompaada por la emisin de una cantidad (E de energa (en forma de luz), la cual est relacionada con la longitud de onda de luz emitida por la ecuacin:

(E = (hc)/(Donde:

h = Constante de Planck = 6,6256x10-34 J.s

c = velocidad de la luz en el vaco = 2,9979 x 108 m/s

( = Longitud de onda de la luz emitidaAdems:

(E = h(Donde:

( = frecuenciaEn otras palabras, la energa de una transicin electrnica es inversamente proporcional a la longitud de onda de la luz emitida o absorbida y directamente proporcional a la frecuencia de radiacin.

Un espectro atmico est compuesto por una o ms longitudes de onda. Debido a que los elementos tienen diferente carga nuclear, diferente tamao y diferente nmero de electrones, es razonable concluir que cada elemento est caracterizado por un espectro atmico, el cual es diferente al de cualquier otro elemento.

El espectro a la llama de los compuestos de los metales alcalinos es un espectro atmico de emisin y se representan como lneas espectrales discretas. Las longitudes de onda para los colores se dan en la siguiente tabla:COLORVIOLETAAZULVERDEAMARILLONARANJAROJO

( ( nm)395455490515590650

455490515590650750

III. PARTE EXPERIMENTAL:

a) Materiales: Mango de col

Alambre de nicrom

Frasco pequeo de vidrio

Picetab) Reactivos: Agua destilada

Muestras problemasc) Procedimiento:1. Combustin

Encienda el mechero de Bunsen cuidadosamente, colocando primero el cerillo encendido sobre la parte superior del can y luego abra gradualmente la llave de control de ingreso de gas. Es preferible que esta operacin se realice con el anillo de ingreso de aire cerrado. Con el anillo de ingreso de aire cerrado, observe el tipo de llama. Qu productos tiene sta combustin? Luego abra completamente el anillo de ingreso de aire y anote las caractersticas de la llama. Qu nombre tiene este tipo de llama? Las temperaturas de la llama (no luminosa) se puede determinar introduciendo y recorriendo un alambre de nicrom en las diferentes zonas (desde la parte inferior hacia la parte superior).

2. Ensayo a la Llama:

Se emplea un alambre delgado de nicrom (o Pt) de unos 5 cm. de largo fijado en el extremo de un mango de col. Sumergir la punta del alambre en la muestra problema teniendo en cuenta el nmero de muestra y el mango de col que corresponda a dicha muestra, llevarla a la zona ms caliente de la llama no luminosa.

Observar la coloracin que le transmite la muestra a la llama y anote. Repetir todos los pasos anteriores para las siguientes muestras.NOTA:

En caso de contaminacin de los alambres de nicrom, se limpia bien el alambre sumergindolo en un tubo de ensayo que contiene cido clorhdrico diluido, enjuaga con agua potable y luego con agua destilada. Luego se seca en la zona ms caliente de la llama no luminosa. El alambre est limpio cuando no imparte color a la llama.IV. TABLA DE RESULTADOS:

a) Combustin y Estudio de la Llama:

Tipo de CombustinReaccin QumicaTipo de LlamaCaractersticas

C3H8 + O2

C3H8 + O2

b) Ensayo a la Llama de la Llama:

N muestraColor de la llamaElemento posibleLongitud de Onda (nm)Frecuencia (Hz)Energa (Joule)

1

2

3

V. CUESTIONARIO

1. Indique una experiencia que pueda demostrar la zona ms caliente de la llama.

2. Cite por lo menos 3 razones de por qu es preferible usar la llama no luminosa al realizar los calentamientos en el laboratorio.

3. Explique por qu un soplete alcanza temperaturas ms altas que un mechero.

4. Enumere los tipos de radiacin electromagntica. Comience con la radiacin que tiene la longitud de onda ms larga y termine con la de longitud de onda ms corta.

5. Cuntos minutos le llevara a una onda de radio viajar del planeta Venus a la Tierra? (La distancia promedio de Venus a la Tierra es de 28 millones de millas.)

La energa de cada nivel depende de varios factores, entre los cuales los principales son: La carga nuclear, la distancia del electrn al ncleo y el electrn en cuestin. A mayor carga nuclear, menor separacin entre el ncleo y el electrn y, en consecuencia, mientras ms bajo sea el nivel atmico ocupado por el electrn, menor ser su energa.

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