INSTITUTO TECNOLOGICO DE QUERETARO
CA3 . ESPECTROSDEEMI SI ON” “ PRACTI
MATERIA: QUIMICA PROF.: PEREZ MARTINEZ ANGEL ALUMNOS: ANGEL FIGUEROA LUIS FERNADO BRAVO MENDOZA JONATHAN CRUZ MUÑOS DIANA LUCERO NIEVES RESENDIZ LUIS FERNANDO ING.MECANICA 11 DE SEPTIEMBRE DEL 201 ~ 1 ~
INDICE INTRODUCCION …………………………………………………… 3
CONOCIMIENTOS PREVIOS……………………………………....3 OBJETIVO ……………………………………………………………3
METODOLOGIA……………………………………………………...4
RESULTA RESULTADOS DOS ………………………………………………………5
DISCUSIÓN………………………………………………………….12 CONCLUCIONES……………………………..……………………13
REFERENCIAS……………………………………………………..13
ANEXO……………………………………………………………….14
~ 2 ~
INTRODUCCION: La espectroscopia es el estudio de la interacción entre la radiación electromagntica ! la materia" Sus tcnicas e#perimentales son ampliamente utili$adas en la astronom%a& '%sica& (u%mica& )iolog%a ! medicina" Los (u%micos emplean el an*lisis espectral para detectar la a)sorción o emisión de radiación electromagntica de ciertas emisiones& ! reali$ar esas energ%as como los ni+eles de energ%a implicados en una transición cu*ntica" De esta 'orma& se pueden ,acer an*lisis cuantitati+os o cualitati+os de una enorme +ariedad de sustancias" En esta pr*ctica o)ser+aremos (ue cada elemento muestra un espectro de emisión caracter%stico& la cual permite identi'icarlos"
CONOCIMIENTOS PREVIOS :
• • • • • • •
Teor%a ondulatoria de la lu$ Radiación electromagntica Espectro electromagntico Cuanti$ación de energ%a de -lanc. Espectroscopio Espectro de lidias Teor%a de /or, de *tomo de ,idrogeno
OBJETIVO: Anali$ar e identi'icar el espectro de l%neas de la lu$ emitida por di'erentes elementos contenidos en tu)os de descarga& empleado una red de di'racción"
~ 3 ~
METODOLOGIA: Material y equipo • • • • • •
Espectroscopio con red de di'racción 0construido por el alumno1 Espectroscopio de la)oratorio L*mpara de di+ersos elementos 2uente de poder C*mara digital o Celular con c*mara Cat*logo de espectro de emisión de los elementos
Preparación del material •
Solicitar al pro'esor o encargado de la)oratorio las l*mparas de di+ersos elementos ! la 'uente de poder para despus conectarla a la corriente
•
elctrica" Tener a la mano el espectrómetro de la)oratorio ! el del alumno para as% poder comparar"
Re!e"#$#e%&'( )e (e*!"#)+): • •
•
•
• •
Nunca +eas el sol directamente con un espectroscopio" 3eri'ica el )uen estado del ca)le de alimentación& conctalo al tomacorriente" Aseg4rate (ue el interruptor se encuentra en posición de apagado antes de instalar una l*mpara" -recaución5 Riesgo de c,o(ue elctrico" E+ita tocar el interior del soc.et mientras esta energi$ado" -ermite el en'riamiento de la l*mpara antes de intercam)iarla por otra" 6ane7a con cuidado las l*mparas de +idrio" 6ientras no est en uso mantenla so)re tela o material de empa(ue adecuado para e+itar golpes"
P"',e)#$#e%&' ~ 4 ~
8" Utili$a el espectroscopio 'a)ricado en e(uipo para o)ser+ar el espectro la lu$ solar ! de las l*mparas de iluminación del salón de clase" 9" Con precaución instala una de las l*mparas en la 'uente de poder ! enciende el dispositi+o" :" O)ser+a la lu$ emitida a tra+s del espectroscopio 'a)ricado por el e(uipo" ;" Toma 'otogra'%as de los espectros de emisión ! anota tus resultados" <" A,ora utili$a el espectroscopio de la)oratorio para ,acer tus o)ser+aciones" =" Toma nota de los +alores de longitud de onda para cada l%nea o)ser+ada" 7. Apaga la 'uente de poder ! con precaución cam)ia la l*mpara para o)ser+ar otro elemento .
RESULTADOS: Est*n son las 'oto (ue tomamos de la pr*ctica de los espectros de emisión"
E!"#$%&'(#%&) $)* &#+ +# +,-&$$,'* /#)&+) ")& *)!)%&)!
R#3,!*+) 4("& $)* # #!"#$%&)!$)",) +# )&%)&,)
2otos de los espectros de emisión de cada l*mpara& para identi'icar cual era el elemento (ue conten%a cada una de las l*mparas las comparamos con el catalogo de espectros de emisión"
~ 5 ~
PRUEBA DE LAMPARA 3 ESPECTROMETRO CASERO
ESPECTROMETRO DEL LABORATORIO
ESPECTRO DE EMISION
E(&+ -$/+"+ ,'$/+"+%)' ,'% (! e(/e,&"' )e e$#(#0% ,'% e- )e ,+&+-'*' )e&e"$#%+$'( !e e- e-e$e%&' !e ,'%&#e%e e( ELIO
PRUEBA LAMPARA 4
ESPECTROMETRO CASERO
~ 6 ~
ESPECTROMETRO DEL LABORATORIO
ESPECTRO DE EMISION
E(&+ -$/+"+ ,'$/+"+%)' ,'% (! e(/e,&"' )e e$#(#0% ,'% e- )e ,+&+-'*' )e&e"$#%+$'( !e e- e-e$e%&' !e ,'%&#e%e e( NEON
PRUEBA LAMPARA 5
ESPECTROMETRO DEL LABORATORIO
~ 7 ~
ESPECTRO DE EMISION
E(&+ -$/+"+ ,'$/+"+%)' ,'% (! e(/e,&"' )e e$#(#0% ,'% e- )e ,+&+-'*' )e&e"$#%+$'( !e e- e-e$e%&' !e ,'%&#e%e e( ODO
PRUEBA CON LU DE DIA
~ 8 ~
E!"#$%&) +# 56 +# !) %)(+ $)* # #!"#$%&)!$)",) $!#&)
PRUEBA DE LAMPARAS
E!"#$%&) +# 56 +# 5* 4("& +# )&%)&,) +# $!#! 5%,,6*+) # #!"#$%&)!$)",) $!#&)
PRUEBA CON LU DE LAMPARAS INCANDECENTES
~ 9 ~
E!"#$%&) +# 56 +# 5* 4("& "& ,5(,*$,'* +# ! $#!7 %)(+ $)* #!"#$%&'(#%&) $!#&)
Al 4ltimo nos mostro el tu)o de croo.es ! nos dio una e#plicación de cómo 'unciona)a
~ 10 ~
La corriente (ue ten%amos en el trans'ormador no era la (ue re(uer%amos para ,acer 'uncionar correctamente el tu)o" Al momento de conectarlo solo encend%a un poco pero no genera)a ning4n mo+imiento"
T5) $)*#$%+) $)&&,#*%# #8$%&,$
DISCUSIÓN
D,9&( +# %5)
En cada l%nea de espectro de emisión se o)ser+a (ue se representan una transmisión de electrones de +arios ni+eles (ue +an de superior a in'erior& como se muestra en el es(uema siguiente5
~ 11 ~
E #!"#$%&) +# #(,!,'* +# ##(#*%) #!%&4 -)&(+) ")& *#! +#-,*,+!7 !,%5+! #* (,!( )*9,%5+ +# )*+ ;5# # #!"#$%&) +# !)&$,'*7 !#"&+! ")& 6)*! )!$5&!.
CONCLUCIONES: Con esta pr*ctica podemos o)ser+ar cuales son los colores (ue en realidad son emitidos por los gases o sólidos a una temperatura ele+ada& para el o7o ,umano es imposi)le de captar& pero para eso tenemos la a!uda del espectroscopio& tam)in sa)emos (ue los ~ 12 ~
electrones a)sor)en o emiten cantidades discretas de energ%a durante las transiciones entre los estados espec%'icos de energ%a permisi)les" Adem*s +e conocer el tu)o de ra!os catódicos ! de croo.es de sa)er cómo 'unciona)a"
REFERENCIAS: • •
•
• •
,ttps5>>dri+e"google"com>'ile>d>?/
edit E//ING& D" GA66ON& S" Qu%mica general" @a" edición& 6#ico& Ed" Cengage Learning& 9?8? CFANG& R" Qu%mica" 8?a edición& 6#ico& 2r" Eri.a asón" Ed" 6cGra Fill&9?8? RUSSELL& " Qu%mica general" 6#ico& Ed" 6cGraFill& 8@H< ,ttps5>>dri+e"google"com>'ile>d>?/edit
ANEXO PRCTICA DE LABORATORIO TEORA ATÓMICA ~ 13 ~
CUESTIONARIO
1. L'( +%&#*!'( #%&e%&+"'% ,'%6e"&#" -'( $e&+-e( ,'""#e%&e( )e '"'. 78!9 ,+$#' e% -+ e(&"!,&!"+ +&0$#,+ (e";+ %e,e(+"#' e se puede lograr a tra+s con radiaciones de ele+ada energ%a& con la masa atómica" Se le (uita un protón"
2. C!+%)' !% &'$' /#e")e !%' ' $( e-e,&"'%e( -+ /+"&;,!-+ "e(!-&+%&e e( !% #'% /'(#' e?/-#,+. R> Se con+ierte en positi+o !a (ue el electrón (ue se est* perdiendo se est* aJadiendo a un elemento por lo tanto se suma"
3. De&e"$#%+ e% %@$e"' &'&+- )e e-e,&"'%e( /"e(e%&e( e% ,+)+ !%' )e -'( (#*!#e%&e( &'$'( ' #'%e(: N O O2 N+ S" 2 S% 4 R> N
K O H O9 8? Na 8? Sr 9 := Sn; ;=
4. E- $+*%e(#' (e e%,!e%&"+ e% -+ %+&!"+-e+ ,'$' !%+ $e,-+ )e &"e( #('&'/'(. .H )e 24 M* $+(+ 24. !$+K 1.13 H )e 25 M* 24. !$+K 11.1H )e 2 M* 25. !$+K 7C!- e( -+ $+(+ +&0$#,+ )e$+*%e(#'= R>
24
M* M* 2 M* 25
M+(+ !$+K
A!%)+%,#+
X
9;"@@ 9;"@@ 9<"@H
KH"K? 8?"8: 88"8K
"KHK? "8?8: "888K
8@"==K8uma 9"<:8@ uma 9"@?8@ uma
~ 14 ~
TOTAL
8??
6ASA
9<"8??@ uma
5. E- '"' (e e%,!e%&"+ e% -+ %+&!"+-e+ ,'$' !%+ $e,-+ )e #('&'/'( 1B $+(+ 1.1 !$+K 11B $+(+ 11.1 !$+K (# -+ $+(+ +&0$#,+ )e- '"' e( 1.1 !$+K 7C!- e( -+ +!%)+%,#+ "e-++ )e -'( )'( #('&'/'(= R> Llamemos& por e7emplo& # a la a)undancia de 8?/M la de 88/ ser* 8??
# puesto (ue la suma de)e dar 8??" As%5 N
de las a)undancias de los dos 100 − x
X
8?"H8 8?"?8 " 8?H8 08?"?81 0B1
100
isótop os
88"?8 "
100
88"?8 08??#1
Resol+iendo la ecuación o)tenemos la a)undancia de 8?/& (ue +ale # O 8@ PM la del otr o isótopo& 88/& r esulta ser5 8?? N # O 8?? N 8@ @8 O H? ?@ P"
&
&
@8
&
. Se e%,'%&"0 !e !%+ $!e(&"+ )e !% ,'$/!e(&' )e !"+%#' /#e")e $+(+ e% <'"$+ *"+)!+-. E?/-#,+ !e -e e(& (!,e)#e%)' + )#,+ $!e(&"+. R> por (ue en el n4cleo de los *tomos ,a! protones ! neutrones pero el n4cleo es m*s li+iano (ue la masa sumada de todos los protones ! neutrones& esta di'erencia de masa se con+ierte en energ%a de enlace& lo (ue pasa con el uranio ! otros componentes radioacti+os es (ue sus n4cleos son inesta)les& lo (ue signi'ica (ue sus nucleones no son capaces de mantener unido el n4cleo de 'orma inde'inida& de)ido a su gran peso atómico por lo (ue emite part%culas o radiación& ,asta +ol+erse un elemento o isotopo m*s esta)le& al ,acerlo parte de la energ%a de enlace se li)era ! por tanto parte de la masa0aun(ue en 'orma de energ%a1 del *tomo"
. P+"+ e- #('&'/' )e e-#' 4 )e<#%+ (! %@$e"' +&0$#,' %!$e"' )e $+(+ 7P'" !9 e- ,'%',#$#e%&' )e- %@$e"' +&0$#,' /e"$#&e )e)!,#" e- %@$e"' )e e-e,&"'%e( /"e(e%&e( e% !% &'$'= 196
R>
79
He ~ 15 ~
La corte$a del *tomo est* 'ormada por unas part%culas llamadas electrones ! de masa 8>8H:= U6A& por lo (ue al ser tan pe(ueJa se desprecia" Como el *tomo es neutro de)e ,a)er el mismo n4mero de electrones (ue de protones" Al n4mero de protones se le llama o n4mero atómico& ! se corresponde con el n4mero de orden en el sistema periódico" Como el *tomo es elctricamente neutro de)e ,a)er el mismo n4mero de protones (ue de electrones"
. Me)#+%&e !% e(!e$+ (e+-+ -+( /+"&e( )e !% &!' )e "+'( ,+&0)#,'(.
. 7C!- e( e- e un im*n tiene dos polos (ue est*n cargados magnticamente& ra!os catódicos se de'lacta o se des+%a por la carga magntica del im*n creando (ue los ra!os se de)%an con el im*n creando ese e'ecto en los ra!os catódicos donde des+%an atra!ndolo al polo positi+o ! repeliendo a al polo negati+o
1.78!9 )e$!e(&"+ e- $'6#$#e%&' )e -+ "!e)+ )e%&"' )e- &!' )e )e(,+"*+ ++,e" #%,#)#" -'( "+'( ,+&0)#,'(=
~ 16 ~
R> Que los ra!os catódicos poseen masa ! energ%a cintica (ue al c,ocar con la rueda& esta energ%a la ,ace girar"
11. 7A !9 ,'%,-!(#'%e( --e*+% ,#e%&;<#,'( ,'$' #--#+$ C"''Qe( G.J. S&'%e J.T T'$('% +- e?/e"#$e%&+" ,'% &!'( )e "+'( ,+&0)#,'(= R> Conclu!en (ue Los ra!os catódicos est*n 'ormados por part%culas de carga elctrica
negati+a
12. 7C0$' ,'%&"#!e e- )e(,!"#$#e%&' )e -+ %+&!"+-e+ )e -'( "+'( ,+&0)#,'( +- ,'%',#$#e%&' )e -+ e(&"!,&!"+ )e- &'$'= R> Despus de o)ser+ar (ue los ra!os catódicos se produc%an para di'erentes gases !& tener en cuenta el orden de magnitud de la relación entre la masa ! la carga de los corp4sculos o electrones& T,omson 'ormuló la ,ipótesis de (ue dic,os electrones proced%an de dentro de los *tomos de los electrodos& lo (ue indica)a (ue los *tomos son di+isi)les" So)re la )ase de estas ,ipótesis& T,omson 'ue el primer cient%'ico (ue planteo un modelo de estructura del *tomo" Al ser tan pe(ueJa la masa de los electrones& supuso (ue pr*cticamente toda la masa del *tomo acumula)a la carga positi+a ! ocupa)a todo el +olumen atómico"
13. 7P'" !9 e- +(/e,&' )e -+ -! ('-+" $!e(&"+ !%+ *"+)!+,#0% ,'%&#%!+ )e ,'-'"= R> -or(ue la lu$ (ue procede del sol es constante por lo cual +a ,a)er altas ! )a7as en cuanto a la lu$ a la ,ora de mirarlo en espectroscopio
14. 78!9 "e/"e(e%&+ e- e(/e,&"' )e e$#(#0% )e !% e-e$e%&' !;$#,'= R> Es un con7unto de 'recuencias de las ondas electromagnticas emitidas por *tomos de ese elemento& en estado gaseoso& cuando se le comunica energ%a" El espectro de emisión de cada elemento es 4nico
15.7C!- e( e- '"#*e% )e -+ -! ,+"+,&e";(&#,+ )e -+( -$/+"+( )e %e0% !&#-#+)+( e% +%!%,#'( -!$#%'('(= R> produce en unos tu)os (ue contienen neón ! otros gases enrarecidos ! (ue& ~ 17 ~
mediante la electricidad& dan una luminiscencia )rillante" Un tu)o de neón es un tu)o sellado con electrodos met*licos en cada e#tremo& llenos de una serie de gases a )a7a presión" Son l*mparas de descarga de c*todo 'r%o" Al aplicar una di'erencia de potencial alta& de +arios miles de +oltios& en los electrodos& se ioni$a el gas del tu)o ! emite& por 'luorescencia& lu$ coloreada" El color de la lu$ depende del gas (ue rellena el tu)o" La lu$ de neón se llama as% de)ido al neón& un gas no)le (ue da una lu$ encarnada& mu! popular& pero se usan otros gases ! productos (u%micos para producir otros colores& como el ,elio 0amarillo1& dió#ido de car)ono0)lanco1 ! mercurio 0a$ul1"
1.7C!- e( -+ #/0&e(#( )e B'" /+"+ e?/-#,+" e- '"#*e% )e -+( -;%e+( )e ,'-'" '(e"6+)'( -'( e(/e,&"'( )e e$#(#0% )e -'( e-e$e%&'(= R> Cuando un *tomo es e#citado por alguna energ%a e#terior& alg4n electrón a)sor)e dic,a energ%a pasando de un ni+el energtico 'undamental a ni+eles de energ%a superior" Como& seg4n -lanc.& la a)sorción de energ%a est* cuantiada& la di'erencia de energ%a entre am)os ni+eles ser* <3 " El electrón a)sor)e solo una radiación de 'recuencia + determinada ma!or cuanto ma!or sea el salto del electrón" As%& en el espectro de a)sorción aparecer* una )anda continua con algunas ra!as negras (ue corresponder*n a a(uellas 'recuencias determinadas (ue los electrones ,an captado para pasar de un ni+el a otro m*s energtico" Como el *tomo e#citado es inesta)le& en un tiempo )re+%simo el electrón despla$ado +ol+er* al ni+el energtico 'undamental& emitiendo una energ%a de la misma 'recuencia <3 (ue a)sor)ió anteriormente" As%& el espectro de emisión del elemento estar* 'ormado por l%neas de'inidas& situadas en la misma longitud de onda (ue el espectro de emisión& separadas por $onas oscuras"
1.Me%,#'%+ )e(,"#e "e6e$e%&e 5 +/-#,+,#'%e( )e -+ e(/e,&"'(,'/#+. R Caracteri$ación e identi'icación de materiales5 O -ol%meros ! pl*sticos O Sólidos inorg*nicos 0minerales& catali$adores& materiales compuestos1
~ 18 ~
An*lisis de productos 'armacuticos ! de s%ntesis" An*lisis de contaminantes"0en el siguiente enlace se muestra el procedimiento e#perimental para el an*lisis de la contaminación del aire1 Ciencia 2orense 0identi'icación1 /iomedicina 0an*lisis de te7idos1 Conser+ación art%stica 0an*lisis de pigmentos& materiales utili$ados1 Industria del recicla7e 0identi'icación de materiales polimricos1 Agricultura ! alimentación 0IR cercano1 Seguimiento de procesos (u%micos O -olimeri$aciones& curado& reticulaciones O Reacciones catal%tica
CONSULTAS 8" ,ttp5>>"upo"es>depa>e)de#>(uim'is>docencia>CA>-ract>-racticaCAIR"pd' 9" ,ttp5>>"socol(uim"com>cla(9?8?>memorias>indice>-RODUCTOS P9?NATURALES>-OSTER>DETER6INACIANP9?DEP9?CARACTERISTICAS P9?ES-ECTROSCA-ICASP9?DEP
~ 19 ~
:" ,ttp5>>intercentres"edu"g+a"es>iesleonardoda+inci>2isica>Estructuraatomo>Estructur aatomo"pd' ;" ,ttp5>>"taringa"net>posts>cienciaeducacion>8?;9899@>Estructura atomica",tml <" ,ttp5>>"astro'isica!'isica"com>9?89>8?>modeloatomicodet,omson",tml =" ,ttp5>>"'isicanet"com"ar>(uimica>estructuraatomica>ap88espectrosopticos"p ,p K",ttp5>>e)cac,e"googleusercontent"com>searc, (cac,e5:$+e:-G-$'g5"um"edu"ar>catedras>claroline>)ac.ends>donload"p, pP:2url P:DL828K8p9E+dG3+cu8,B9N8cnN+B9
~ 20 ~
