ANÁLISIS A LA LLAMA DE ALGUNOS ELEMENTOS OBJETIVO
En esta práctica vamos a comprobar la energía que emiten los electrones de diferentes elementos al caer desde una órbita a otra de menor energía, para lo cual observaremos las diferencias de color de la luz emitida cuando estos elementos se introducen en la llama de un mechero de gas. FUNDAMENTO
En la llama de un mechero de gas pueden distinguirse dos partes bien diferenciadas: una interior, de color azulado (zona de reducción) y baja temperatura, donde hay defecto de oxígeno y la combustión del gas es incompleta. Su zona central está constituida por gases sin arder. La zona exterior, incolora y de gran poder calorífico es la zona de oxidación y en ella la combustión de los gases es completa. Bunsen distingue en la llama seis zonas fáciles de localizar base de la llama (A), que es la utilizada para realizar el en-sayo de coloración a la llama, zona de fusión (S), localizada en el centro de la envoltura oxidante, zonas superior (E) e inferior (F) de reducción y zonas superior (C) e inferior (D) de oxidación. Todas estas zonas de la llama bunsen pueden modificarse regulando las entradas de aire y/o de gas.
Partes de la llama del mechero
Cuando los átomos de un elemento se excitan, algunos de sus electrones "saltan" a niveles u orbitales superiores de los que caen rápidamente a su posición inicial emitiendo una radiación luminosa característica y visible. Así, en el caso de muchos elementos la temperatura de la llama oxidante de un mechero de gas es suficiente para producir esa excitación de los electrones, que al emitir la radiación característica, harán que la llama aparezca coloreada. Esta llama no es capaz de excitar a los electrones de un átomo llevándolos a todos los orbitales vacantes, sino que solamente es capaz de originar saltos electrónicos entre orbitales cercanos, lo que hace que cada elemento emita un solo tipo de luz, pudiendo identificarse por ella. MATERIAL NECESARIO
Alambre de platino, chromel o nichrome con mango de vidrio, gradilla, mechero de gas, tubos de ensayo (6) o placa de gotas y vidrio azul cobalto. PRODUCTOS NECESARIOS
Acido clorhídrico concentrado, agua destilada y disoluciones concentradas de bario (II), calcio (II), cobre (II), estroncio (II), litio (1), potasio (I), sodio (I) y otros disoluciones de los iones que se quieran ensayar.. PROCEDIMIENTO
Se disponen sobre una placa de gotas o en su defecto en tubos de ensayo disoluciones concentradas de los iones Ba 2 +. Ca 2 +,Cu 2 +, Sr 2 +, Li +, K + y Na + así como de los demás iones que se vayan a ensayar. A ser posible estas disoluciones se habrán obtenido disolviendo sales haloideas de dichos cationes, por ser más volatiles. Además se dispondrá en la gradilla de un tubo de ensayo con ácido clorhídrico concentrado y dos o tres más con agua destilada. Se enciende el mechero de gas, se toma un alambre de platino, chromel o nichrome, se moja en el ácido clorhídrico concentrado y se introduce en la base de la llama oxidante (punto A) tantas veces como sea necesario hasta que no le comunique a la llama ningún color extraño. Una vez limpio el alambre, se introduce en una de las disoluciones preparadas y se lleva a la llama, observando el color que toma ésta. Hay que observar atentamente ya que la coloración es fugaz, debiéndose repetir la operación tantas veces como sea necesario hasta ver claramente la coloración. La coloración que toma la llama cuando se introduce el alambre mojado en la disolución de potasio se ha de observar a través de un vidrio de cobalto, pues si hay algo de sodio, éste puede enmascararlo, y con el vidrio azul, que absorbe la coloración amarilla del sodio, podrá verse claramente.
Hemos de tener la precaución de limpiar el hilo al pasar de una a otra disolución a fin de que no se mezclen éstas y se enmascaren sus colores. Para ello, una vez observada claramente cada coloración, se introduce el alambre en el ácido clorhídrico y después en la llama tantas veces como sea necesario para que pierda la coloración en la llama. Además, es conveniente ensayar en último lugar las disoluciones de sodio y cobre. Es conveniente además que el alambre posea un bucle, pues retendrá más cantidad de disolución. CUESTIONES
1.— Completar la tabla:
CATIÓN
COLOR OBSERVADO EN LA LLAMA
2.- De los elementos ensayados, ¿en cual de ellos se produce un salto electrónico de mayor energía?¿Y en cual el de menor energía?¿Por qué?. 3.- Si se introduce el alambre en la llama de un mechero de bolsillo ¿obtendríamos los mismos colores? ¿Por qué?. 4.- ¿Se podría utilizar un mechero de alcohol en lugar del mechero de gas? ¿Por qué?
