UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA
FACULT ACULTAD DE INGENIERIA INGENI ERIA GEOLOGICA MINERA Y METALURGICA
INFORME
Primer Laboratorio de Química I QU11!R I"#$ %E%PEDE% &AL'AR%EL %&ITLANA
ESTRUCTURA ATÓMICA I"te#ra"te() *u(ti"+a
A#ramo"te A,e- &a,e"tí"
./11.0./E Carde"a( Me,o Le(,ie e,e" 12 Me,#are3o Ma#ari4o Gia" Car,o Me,#are3o ./11. 056C
LIMA 7 PER8
./111
./11 ! II INTRODUCCION
Cada 9er(o"a 9o(ee ra(#o( :"ico( ;ue ,o ide"ti
ere"cia? como ,a( @ue,,a( di#ita,e($ A(í tambi"B ,o( e,eme"to( ;uímico( 9uede" (er ide"ti di>íci íci,me" ,me"te te acce acce(i (ib, b,e( e( @a(t @a(ta a ,a a(tr a(tro, o,o# o#ía ía a, a, dete deterrmi"a mi"arr ,a com9o(ici" ;uímica de e(tre,,a(B 9,a"eta( = cometa( ;ue (e e"cue"tra" a a4o( ,u+ de di(ta"cia$
OBJETIVOS Uti,i+ar
de >orma (e#ura = correcta a,#u"o(
i"(trume"to( = materia,e( de ,aboratorio$ Media"te
e, mec@ero de bu"(e"B ,o#rar u"a
,,ama "o ,umi"o(a = de a,ta e"er#ía ca,orí
9ara
rea,i+ar
dier(o(
a",i(i(
;uímico($ Ide"ti
e, co,or caracterí(tico de ,a ,,ama de
,o( e,eme"to( a"a,i+ado( e(9ectro( atmico( e" (u( (o,ucio"e( i"ica($
Reco"ocer
correctame"te ,o( io"e( 9re(e"te(
e" u"a mue(tra de(co"ocida a 9artir de ,o( e(9ectro( de mue(tra( ba(e$
FUNDAMENTO TEORICO RADIACIÓN DE LAS ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS La o(ci,aci" o ,a ace,eraci" de u"a car#a e,ctrica cua,;uieraB #e"era u" >e"me"o >í(ico i"te#rado 9or com9o"e"te( e,ctrico( = ma#"tico(B co"ocido como e(9ectro de radiaci" de o"da( e,ectroma#"tica($ La :"ica di>ere"cia e-i(te"te e"tre u" #ru9o de o"da( = otra( de"tro de, e(9ectro e,ectroma#"tico e( (u >recue"ciaB (u ,o"#itud = e, "ie, de e"er#ía ;ue tra"(mite"$ Características principaes eectr"#a$n%ticas
!e
as
"n!as
Frecue"cia) Re(9o"de a u" >e"me"o >í(ico ;ue (e re9ite cíc,icame"te u" ":mero determi"ado de ece( dura"te u" (e#u"do de tiem9o$
Lo"#itud de o"da) Cua"do tiramo( u"a 9iedra e" u" e(ta";ue de a#uaB (e #e"era" o"da( (imi,are( a ,a( radiacio"e( 9ro9ia( de, e(9ectro e,ectroma#"tico$ Ta"to ,a( o"da( ;ue (e 9roduce" 9or e, de(9,a+amie"to de, a#uaB como ,a( o"da( de, e(9ectro e,ectroma#"tico 9o(ee" 9ico( o cre(ta(B a(í como a,,e( o ie"tre($
La di(ta"cia @ori+o"ta, e-i(te"te e"tre do( 9ico( co"(ecutio(B do( a,,e( co"(ecutio(B o tambi" e, dob,e de ,a di(ta"cia e-i(te"te e"tre u" "odo = otro de ,a o"da e,ectroma#"ticaB medida e" m:,ti9,o( o (ubm:,ti9,o( de, metro mB co"(titu=e ,o ;ue (e de"omi"a H,o"#itud de o"da$ Am9,itud de o"da) Co"(titu=e e, a,or m-imo ;ue 9uede a,ca"+ar ,a cre(ta o 9ico de u"a o"da$ E, 9u"to de me"or a,or recibe e, "ombre de a,,e o ie"treB mie"tra( ;ue e, 9u"to do"de e, a,or (e a"u,a a, 9a(arB (e co"oce como H"odo$ Para (u 9ro9a#aci"B ,a( o"da( e,ectroma#"tica( "o re;uiere" de u" medio materia, e(9ecí
ES&ECTRO ELECTROMAGNÉTICO E, e(9ectro e,ectroma#"tico (e 9uede or#a"i+ar de acuerdo co" ,a >recue"cia corre(9o"die"te de ,a( o"da( ;ue ,o i"te#ra" o de acuerdo co" (u(
,o"#itude( de o"da$
'(UÉ ES LA LU)* La ,u+ i(ib,e e( u"a radiaci" com9re"dida de"tro de u"a 9orci" o (ecci" de, e(9ectro e,ectroma#"ticoB ;ue 9ermite a ,o( (ere( io( er ,o( ob3eto( ;ue ,e rodea"$ La ,u+ (e ma"i
.$
Radiacio"e( de o"da( e,ectroma#"tica( de di>ere"te( >recue"cia( = ,o"#itude($ Partícu,a( de"omi"ada( >oto"e($
La ,u+ b,a"ca 9rocede"te de, %o, = de ,a ma=oría de ,a( >ue"te( de ,u+ artiere"te( >recue"cia( = ,o"#itude( de o"daB = (o" ,a( :"ica( de todo e, e(9ectro e,ectroma#"tico ;ue 9odemo( er$ Debido a ,a di>ere"cia de >recue"cia( de ,o( ra=o( ;ue ,a i"te#ra"B ,a ,u+ b,a"ca (e co"(idera i"co@ere"te$
DESCOM&OSICIÓN DE LA LU) BLANCA %i @acemo( 9a(ar u" ra=o de (o, ,u+ b,a"ca a tra( de u" 9ri(maB 9odremo( ob(erar ;ue (e de(com9o"e e" ,o( mi(mo( co,ore( ;ue i"te#ra" u" arco iri(B e, ra=o de ,u+ b,a"ca de, %o, a, atrae(ar e, 9ri(maB (e de(com9o"e e" (ei( co,ore(B ;ue a" de, ro3o a, io,eta$
Te"ría c+,ntica !e a +-. Ma- P,a"cJ 9ro9u(o ;ue ,a e"er#ía ;ue irradia ,a ,u+ "o e( co"ti"uaB (i "o ;ue (e emite e" >orma de 9e;ue4í(imo( 9a;uete( e"er#tico( cua"to(B (e9arado( e i"dii(ib,e( cu=a ma#"itud de9e"de de ,a ,o"#itud de o"da$ E = hf = @cK
Do"de @ e( ,a co"(ta"te de P,a"cJ 0$0. - 1/ !5 2$( y f e( ,a >recue"cia "atura, c e( ,a e,ocidad de ,a ,u+ 1/ mK(
A, ca,e"tar u"a (u(ta"cia @a(ta determi"ada tem9eratura (umi"i(trar,e e"er#ía (u
&ARTE E/&ERIMENTAL E0peri#ent" B+nsen
1.
Mane2"
!e
#ec3er"
E" e(te e-9erime"to (e ide"ti
Procedimie"to) Cerramo( tota,me"te ,a e"trada de aire a"i,,o re#u,adorB ,ue#o abrir ,i#erame"te ,a ,,ae de e"trada de #a( = acercar ,atera,me"te u"a ceri,,a e"ce"dida$ Re#u,ar ,a e"trada de #a( @a(ta co"(e#uir ,a a,tura de(eada$ Abrir ,a e"trada de aire #radua,me"te @a(ta co"(e#uir u"a ,,ama a+u,$ Co"c,u(io"e() •
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•
•
•
•
A, e"ce"der e, mec@ero co" ,a e"trada de aire cerrada (e 9roduce ,a combu(ti" i"com9,eta ;ue #e"era u"a ,,ama ,umi"o(a$ Co">orme aume"tamo( e, (umi"i(tro de aire media"te e, a"i,,o re#u,ador ,a ,,ama (e @ace me"o( ,umi"o(aB ,o cua, i"dica ;ue e(t ocurrie"do ,a combu(ti" com9,eta de, #a($ La ,,ama ,umi"o(a e( 9oco e"er#ticaB mie"tra( ;ue ,a "o ,umi"o(a e( m( e"er#tica = "o( 9ermite obte"er ma=ore( tem9eratura($
E/&ERIMENTO 4. Est+!i" c+aitati5" !e espectr" !e e#isi6n Materia,e()
Mec@ero de *u"(e" A,ambre de "icrom Tubo( de e"(a=o Gradi,,a( Piceta Gotero
Reactio(. (o,ucio"e( acuo(a(!i"ica(
cido c,or@ídrico C, 0N C,oruro de (odio NaC, C,oruro de bario *aC,. C,oruro de ,itio LiC, C,oruro de e(tro"cio %rC,. C,oruro de ca,cio CaC,. C,oruro de 9ota(io 'C,
Procedimie"to) •
•
Lim9iar = ,aar ,o( tubo( de e"(a=oB e"3ua#ar,o( co" a#ua de(ti,ada$ Co"ectar e, Mec@ero de *u"(e" a, (umi"i(tro de #a(B e"ce"der,o = re#u,ar,o 9ara obte"er u"a ,,ama a,tame"te e"er#tica "o ,umi"o(a$
•
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•
Lim9iar e, a,ambre de "icrom u(a"do C, = com9robar ;ue "o a,tere ,a ,,ama de, mec@ero ,im9io de otra( (u(ta"cia($ I"troducir e, a,ambre de "icrom e" ,a 9rimera mue(tra$ Lue#o e-9o"er e, a,ambre co" ,a mue(tra e" e, co"o e-ter"o de ,a ,,ama = ob(erar e, co,or de ,a 9rimera mue(tra$ Ide"ti
Lue#o determi"a"do ,o( co,ore( re(9ectio()
L,ama E,eme"to
Liti"
S"!i"
&"tasi"
Caci"
Estr"nci "
Bari"
Co,or
Ro3o
Amari,,o
Li,a
Ro3o
Ro3o
&erde
carmí"
i"te"(o
,adri,,o
e(car,ata
c,aro
Co"c,u(io"e() •
•
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•
E( "ece(ario e, u(o de u"a ,,ama e"er#tica de, ti9o (o"ora = ;ue ,a tem9eratura m( a,ta (e e"cue"tra e" e, rtice (u9erior de, co"o co,oreado$ Cada e,eme"to 9o(ee u"a ,,ama de u" co,or caracterí(tico ;ue ,o ide"tiato(B etc$ ,o( co,ore( de ,o( e,eme"to( aría" e" ,a( to"a,idade($ Co">orme ,a (o,uci" a"a,i+ada (e com9,i;ueB ,o co,ore( a" cambia"do$ Por ,o ;ue e, e-9erime"to "o e( mu= e>ectio 9ara reco"ocer c,arame"te ,a 9re(e"cia de io"e( e(9ecí
E0peri#ent" 7. I!enti8caci6n !e a$+n"s ee#ent"s en as #+estras pr"9e#a Materia,e() • • • •
Mec@ero de *u"(e"$ A,ambre de "icrom Tubo( de e"(a=o Gradi,,a(
Reactio() •
•
Tre( mue(tra( 9rob,ema( e"tre#ada( 9or e, 9ro>e(or C, co"ce"trado
Procedimie"to) •
•
•
A"a,i+ar ,a( mue(tra( 9rob,ema e"tre#ada( 9or e, 9ro>e(or$ Rea,i+ar e, mi(mo 9rocedimie"to ;ue e" e, e-9erime"to a"terior 9ara cada mue(tra 9rob,ema$ Com9arar ,o( co,ore( de ,a ,,ama obte"ido( co" ,o( re(u,tado( de, e-9erime"to a"terior e ide"ti
Dato( = ob(eracio"e( de, e-9erime"to) •
•
•
A, a"a,i+ar ,a 9rimera mue(tra "otamo( ;ue e, co,or ;ue 9redomi"a e" ,a ,,ama e( e, RO2O LADRILLO = e" ba(e a, e-9erime"to a"terior 9odemo( co"c,uir ;ue ,a mue(tra co"tie"e CALCIO$
Re9etimo( e, e-9erime"to co" ,a (e#u"da mue(tra = ob(eramo( ;ue e, co,or de(9re"dido 9or ,a ,,ama e( e, &ERDE CLARO ,o ;ue "o( i"dica ,a 9re(e"cia de *ARIO$ Por :,timo a"a,i+amo( ,a tercera mue(tra = (e ob(era ;ue e, co,or de ,a ,,ama e( LILA ,o cua, i"dica ,a ;ue ,a 9re(e"cia de POTA%IO$
Co"c,u(io"e() •
A, e-9o"er u" reactio a ,a ,,amaB (te 9roduce dier(o( co,ore(B de"tro de ,o( cua,e( 9redomi"a u"o ;ue (e ob(era c,arame"te 9or u"o( (e#u"do($
•
%e 9uede uti,i+ar e, e-9erime"to como u" mtodo 9ara reco"ocer e,eme"to( 9re(e"te( e" (u(ta"cia( de(co"ocida( (e"ci,,a( a, ob(erar e, co,or de ,a ,,ama = com9arar,o co" mue(tra( co"ocida( =a a"a,i+ada($
CONCLUSIONES INFORME •
•
•
GENERALES
DEL
E, mec@ero bu"(e" 9ermite a,ca"+ar dier(a( tem9eratura( (e#:" (e re#u,e" ,a e"trada de #a( = de aire$ La( ma=ore( tem9eratura( (iem9re (e e"cue"tra" e" e, co"o (u9erior$ E, co,or de(9re"dido 9or ,a( ,,ama( de9e"de de, e(9ectro de emi(i" de, e,eme"to a"a,i+ado 9re(e"te e" ,a mue(traB e, cua, e( :"ico = 9ermite reco"ocer,o$ La ci,me"te u" co,or 9redomi"a"te$
RECOMENDACIONES
•
•
E( "ece(ario ma"te"er e, 9a(o de aire cerrado a, e"ce"der e, mec@eroB 9ara ,ue#o re#u,ar,o = obte"er u"a ,,ama me3or$ E, ,im9iado de ,o( materia,e( e( c,ae 9ara u"a ma=or
DESARROLLO DEL CUESTIONARIO : &ROBLEMAS 1E-9,icar cu, e( ,a "atura,e+a de ,a ,u+ La ,u+ i(ib,e e( u"a radiaci" com9re"dida de"tro de u"a 9orci" o (ecci" de, e(9ectro e,ectroma#"tico$ %e ma"i
.E-9,icar ;u 9roduce ,a (e"(aci" de dier(o( co,ore(
Lo( ob3eto( tie"e" ,a 9ro9iedad de ab(orber = ree3ar radiacio"e( e,ectroma#"tica($ Lo( co,ore( ;ue e-9erime"tamo( "orma,me"te (o" me+c,a( de ,o"#itude( de o"da ;ue ree3a" o emite" ,a( dem(? e(ta( (o" ,a( ;ue 9roduce" (e"(aci" de co,or$ E, co,or e( u" >e"me"o >í(ico de ,a ,u+B a(ociado co" ,a( di>ere"te( ,o"#itude( de o"da e" e, ra"#o i(ib,e de, e(9ectro e,ectroma#"tico$
E-9,icar ;u e( >ot" = ;u e( cua"to •
•
Fot" (e#:" Ei"(tei" e( ,a 9artícu,a e,eme"ta, re(9o"(ab,e de ,a( ma"i>e(tacio"e( cu"tica( de, >e"me"o e,ectroma#"tico$ Portadora de toda( ,a( >orma( de radiaci" e,ectroma#"ticaB i"c,u=e"do a ,o( ra=o( #ammaB ,o( ra=o( B ,a ,u+ u,traio,etaB ,u+ i(ib,eB ,a ,u+ i">rarro3aB ,a( microo"da(B = ,a( o"da( de radio$ E, cua"to e( ,a ca"tidad e,eme"ta, de ,a e"er#ía 9a;uete e"er#tico (e#:" P,a"cJ 9ro9orcio"a, a ,a >recue"cia de ,a radiaci" a ,a ;ue 9erte"ece$ E S h
5E(tab,ecer ,a( di>ere"cia( e"tre) e(9ectro de ab(orci" = e(9ectro de emi(i" B e(9ectro co"ti"uo = e(9ectro di(co"ti"uo E" u" e(9ectro de ab(orci"? (e irradia u" (i(temaB (te (o,o ab(orbe 9arte de ,a radiaci" = e, re(to ,a ree3a$ %e#:" ,a radiaci" ;ue de3e 9a(ar (e ide"ti
E" u" e(9ectro de emi(i"? u" (i(tema e( e-citado = ,o ;ue (e e(tudia e( ,a radiaci" emitida 9or (teB ,o ;ue determi"a (u e(9ectro$
De ,a de(com9o(ici" de ,a ,u+ b,a"ca (e obtie"e u" e(9ectro co"ti"uo$ De, a",i(i( de (u(ta"cia( 9or ab(orci" o emi(i" (e obtie"e" e(9ectro( di(co"ti"uo($
Qu e( u"a ,í"ea e(9ectra,V E( u"a ,í"ea o(cura o bri,,a"te de"tro de u" >o"do bri,,a"te u o(curo re(9ectiame"teB re(u,ta"do u" e-ce(o o u"a deoto"e( e" u"a #ama de >recue"cia e(trec@a com9arada co" ,a( >recue"cia( 9r-ima($
0Aeri#We co" ;ue i"(trume"to (e 9uede ob(erar ,a( ,í"ea( 9roducido( a ,a ,,ama U" e(9ectrmetro 9tico o e(9ectro(co9io (ire 9ara medir ,a( 9ro9iedade( de ,a ,u+ e" u"a determi"ada 9orci" de, e(9ectro e,ectroma#"tico$ La ariab,e ;ue (e mide #e"era,me"te e( ,a i"te"(idad de ,a ,u+$ La ariab,e i"de9e"die"te (ue,e (er ,a ,o"#itud de o"da de ,a ,u+B 9uede (er e-9re(ada e" cua,;uier u"idad directame"te 9ro9orcio"a, a ,a e"er#ía de, >ot"$ %e uti,i+a" e(9ectrmetro( e"
e(9ectro(co9ia 9ara 9roducir ,í"ea( e(9ectra,e( = medir (u( ,o"#itude( de o"da e i"te"(idade($
X%e tie"e ,a( radiacio"e( de e"er#ía cau(a"te( de ,a (e"(aci" ro3a S0/"m = io,eta S5//"m co"te(tar ,a( (i#uie"te( 9re#u"ta() a$ Cu, de e,,o( tie"e ,a ,o"#itud de o"da m( ,ar#aV
S0/"m S5//"m R & b$ Cu, e( ,a m( e"er#tica = cu, e( (u a,or e" ca,oría(V R S 5B0 - 1/15 +
&
ER S XB.6 - 1/15 ca,
E&
S C K C S - 1/ mK( S XB - 1/15 +
E S @ @ S 1B ca,$( S 11B - 1/15 ca,
La ma( e"er#tica e( ,a (e"(aci" io,eta) 11B - 1/15 ca,
E & S
c$ Cu, (e de(ía ma( e" e, 9ri(ma de, e(9ectro(co9io uti,i+adoV La radiaci" ;ue (e de(ía m( e" e, 9ri(ma de, e(9ectro uti,i+ado e( ,a (e"(aci" ro3aB debido a ;ue tie"e me"or e"er#ía$ d$ Cu, >orma u"a ,í"ea @acia ,a re#i" de a,ta e"er#ía de, e(9ectroV La ;ue >orma u"a ,í"ea @acia ,a re#i" de a,ta e"er#ía e( ,a (e"(aci" io,eta$ e$ Cu, e( cau(ada 9or tra"(ici" e,ectr"ica m( ,ar#a e" u" tomoV La ;ue e( cau(ada 9or tra"(ici" e,ectr"ica m( ,ar#a e( ,a (e"(aci" io,eta "S "S1$
Cu, de ,a( (i#uie"te( radiacio"e( e( m( i"te"(a o 9e"etra"teV a$ Ra=o( b$ Radiaci" de (e"(aci" a+u, c$ Radiaci" de (e"(aci" ro3a d$ I">rarro3a
%e#:" e, e,ectroma#"tico)
e(9ectro
Ra=o( - ; Radiaci" de (e"(aci" a+u, ; Radiaci" de (e"(aci" ro3a ; I">rarro3a
6 E-9,i;ue breeme"te uti,i+a"do e(tructura( atmica( como 9uede i"ter9retar(e ,a 9re(e"cia de ,í"ea( e" e, e(9ectro de ,o( e,eme"to( uti,i+ado( e" ,a 9rctica Debido a ,a di(co"ti"uidad de ,a materiaB ,o( e(9ectro( de ,o( tomo( tambi" ,o (o"$ 1/ Toda( ,a( ,í"ea( de ,a (erie de *a,mer cae" e" ,a re#i" de ,a ,u+ i(ib,eV
E" ba(e a ,o( 9o(tu,ado( de *o@rB e-i(te" aria( (erie( e(9ectra,e( de, e(9ectro de, @idr#e"o$ Ob(era"do e" ,a (i#uie"te <#ura)
La( (erie( e(9ectra,e( (o") a$ %erie de L=ma" "> S 1 ? b$ %erie de *a,mer "> S . ? c$ %erie de Pac@e" " > S ?
"i S .B B 5B ZB U,traio,eta "i S B 5B ZB &i(ib,e "i S 5BBZB I">rarro3o ∞
∞
∞
Toda( ,a( ,í"ea( de ,a (erie de *a,mer cae" e" ,a re#i" de ,a ,u+ i(ib,e$
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