UNIVERSIDAD NACIONAL “SANTIAGO ANTÚNEZ DE MAYOLO” FACULTAD DE CIENCIAS DEL AMBIENTE Escuela Académica de Ingeniería Ambiental
Curso
: Química General
Docente
: Doc. Barba Regalado, Alejandro
Estudiantes
: Angeles Aquilino, Rodrigo Barreto Jamanca, Emely Granados Maguiña, Jesús Morales Suny, Mariluz
Experimento
: Estructura Estructur a Atómica “Transiciones Electrónicas”
Huaraz 2015 Perú 1
Contenido INTRODUCCIÓN ..............................................................................................................................
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OBJETIVOS ......................................................................................................................................
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FUNDAMENTO ................................................................................................................................
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POSTULADOS DE NIELS BHOR ................................................................................................. 5 El espectro eje (electromagnetismo) .............................................................................................
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METODOLOGIA................ ................. ................. .................. ................. .................. .................. ...... 7 a.
Materiales: ............................................................................................................................
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b. Procedimiento .....................................................................................................................
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CÁLCULOS Y RESULTADOS ....................................................................................................
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DISCUSIÓN DE RESULTADOS RESULTADOS .................................................................................................
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CONCLUSIONES................. ................. ................. .................. ................. .................. .................. . 13 RECOMENDACIONES .................................................................................................................
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CUESTIONARIO ............................................................................................................................
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BIBLIOGRAFÍA ..............................................................................................................................
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APÉNDICE ......................................................................................................................................
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INTRODUCCIÓN A través de la historia se plantearon diferentes concepciones filosóficas y teorías científicas para poder explicarla las propiedades del mundo material que nos rodea, con respecto a la estructura interna de la materia. En este presente informe nos basaremos en analizar el Modelo Atómico de Niels Bohr, y los colores de le espectro visible que se pueden percibir en el momento en que ponemos en contacto una sustancia con el fuego.
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OBJETIVOS
Estudiar y conocer los postulados planteados por Niels Bohr.
Conocer las propiedades de los electrones y la Estructura Atómica.
Aprender sobre el efecto fotoeléctrico en los metales, y conocer el color que generan estos al ser puestos en contacto con el fuego.
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FUNDAMENTO POSTULADOS DE NIELS BHOR 1. PRIMER POSTULADO: ESTABILIDAD DEL ELECTRÓN Un electrón en un átomo se mueve en una órbita circular alrededor del núcleo bajo la influencia de la atracción coulómbica entre el electrón y el núcleo, obedeciendo las leyes de la mecánica clásica. Las únicas fuerzas que actúan sobre el electrón son las fuerzas de atracción eléctrica (Fa) y la fuerza centrípeta (Fc), que es exactamente igual a la fuerza centrífuga. 2. SEGUNDO POSTULADO: ORBITAS O NIVELES PERMITIDOS En lugar de la infinidad de órbitas posibles en la mecánica clásica, para un electrón solo es posible moverse en una órbita para la cual el momento angular L es un múltiplo entero de la constante de Planck h. 3. TERCER POSTULADO: NIVELES ESTACIONARIOS DE ENERGÍA Un electrón que se mueva en una de esas órbitas permitidas no irradia energía electromagnética, aunque está siendo acelerado constantemente por las fuerzas atractivas al núcleo. Por ello, su energía total E permanece constante. 4. CUARTO POSTULADO: EMISIÓN Y ABSORCIÓN DE ENERGÍA Si un electrón que inicialmente se mueve en una órbita de energía Ei cambia discontinuamente su movimiento de forma que pasa a otra órbita de energía Ef se emite o absorbe energía electromagnética para compensar el cambio de la energía total. L a frecuencia ν de la radiación es igual a la cantidad (Ei – Ef) dividida por la constante de Planck h. E= hv ʋ = c/λ
h = constante de Max Planck 6,62 x 10 -27 ergios/s. ʋ = Frecuencia que describe el electrón.
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λ = Longitud de onda que describe por electrón (A°,cm, pie).
El espectro eje (electromagnetismo) Es un haz de luz blanca que al atravesar un prisma (cristal) se descompone en 7 colores del espectro magnético.
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METODOLOGÍA a. Materiales:
07 Agujas de nicrom.
01 Pinza de madera.
01 Mechero de Bunsen.
01 Vaso de 10 ml.
HCl solución.
Sales de: o
Estroncio. Sr+²
o
Calcio. Ca+²
o
Bario. Ba+²
o
Litio. Li+¹
o
Plomo. Pb+²:
o
Sodio. Na+¹
o
Cobre. Cu+2
b. Procedimiento
Para iniciar el experimento se necesitó encender el mechero Bunsen para así poder quemar las sales de los diferentes elementos químicos a usar; el mechero tiene que estar con la entrada de oxígeno al máximo.
Debemos de tener en un recipiente (vaso de precipitados) un poco de cloruro de hidrógeno para así poder limpiar las agujas. Así como obtener un quemado de las sales al máximo y poder usarlas para otras sales.
Luego se procede a coger una de las agujas de Nicrom, para después llevar a calentarla en el mechero. Entonces se saca un poco de sal de su respectivo frasco, para así quemarla en el m echero, con el fin de apreciar el color que emite cada sal. Y el mismo procedimiento para cada una de las agujas, y se podrá observar el color de cada una, siguiendo de la forma indicada:
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SUSTANCIA COBRE:
Coger una aguja de nicrom, hacer un círculo muy pequeño al terminal de la aguja.
Limpiar la aguja de nicrom con la sal (cloruro de sodio).
Encender el mechero bunsen para que adquiera una llama oxidante (combustión completa).
Coger la aguja de nicrom para introducirlo en la sal de cobre
Sustraer un poco de sal de cobre del frasco que lo contiene para que cuando este encendido el mechero ponerle en contacto con la llama oxidante.
Enseguida se observa un color característico de este metal, el brillo y otras propiedades.
SUSTANCIA ESTRONCIO:
Coger una aguja de nicrom correspondiente al estroncio.
Limpiar la aguja de nicrom con la sal (cloruro de sodio).
Encender el mechero bunsen y buscar la llama adecuada en este caso una llama oxidante.
Sustraer un poco de sal de estroncio del frasco para que cuando este encendido el mechero ponerle en contacto con la llama.
Enseguida se observa un color característico del estroncio y otras propiedades.
SUSTANCIA CALCIO:
Coger una aguja de nicrom, hacer un círculo muy pequeño para poder coger el calcio.
Limpiar la aguja de nicrom con la sal (cloruro de sodio).
Con el mechero encendido y la llama adecuada esperaremos para calentar el calcio.
Coger la aguja de nicrom para introducirlo en la sal de calcio.
Sustraer un poco de calcio del frasco.
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Calentar el calcio en el mechero bunsen en una llama oxidante, durante la reacción se observara un color característico del calcio (anaranjado).
SUSTANCIA BARIO:
Con una aguja de nicrom, coger pequeñas partículas de bario.
Con mucho cuidado calentarlo en el mechero.
Al ser calentado liberara energía y se observa un color verde limón
Para obtener el color característico de cada reactivo la aguja de nicrom debe estar limpia.
SUSTANCIA LITIO:
Con una aguja de nicrom limpiada en cloruro de sodio coger del frasco que contiene litio pequeñas partículas.
La aguja con las partículas de litio someterlo a un calentamiento.
Al ser calentado el litio libera energía y produce un color rojo carmesí.
SUSTANCIA PLOMO:
Limpiar la aguja de nicrom con NaCl.
Con la aguja limpiada coger una porción de plomo.
Con el mechero calentar el reactivo y luego se observa un color plomo.
Enseguida se observa un color característico de este metal, el brillo y otras propiedades.
SUSTANCIA SODIO:
Limpiar la aguja de nicrom con cloruro de sodio y hacerle un nudo.
Con la aguja coger sodio en pequeñas cantidades.
Con el mechero calentar la sal de sodio y se observa un color amarillo.
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CÁLCULOS Y RESULTADOS CARACTERÍSTICAS DEL COBRE:
El cobre al ser sometido a un calentamiento se observa un color verde esmeralda.
Se trata de un metal de transición de color rojizo y brillo metálico que se caracteriza por ser uno de los mejores conductores de electricidad.
Gracias a su alta conductividad eléctrica, ductilidad y maleabilidad, se ha convertido en el material más utilizado para fabricar cables eléctricos y otros componentes eléctricos y electrónicos.
CARACTERISTICAS DEL ESTRONCIO:
El estroncio al ser calentado irradia un color rojo.
Es un metal blando de color plateado brillante, que rápidamente se oxida.
El metal arde en presencia de aire con llama roja rosada formando óxido y nitruro.
Las sales volátiles de estroncio, pintan de un hermoso color carmesí las Llamas, por lo que se usan en la pirotecnia.
CARACTERISTICAS DEL CALCIO:
El calcio produce al ser calentado un color anaranjado.
Es un metal alcalinotérreo, arde con llama roja formando óxido de calcio. pero presenta un cambio físico rápidamente, cambiando a un color levemente amarilla.
Reacciona violentamente con el agua en su estado de metal.
CARACTERISTICAS DEL BARIO:
Expuesta al fuego del mechero de Bunsen (el más adecuado para este experimento), colorea la llama de un verde intenso, aún más que el del cobre.
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El elemento es tan reactivo que no existe en estado libre en la naturaleza, aunque también se presenta en forma de férricos o azufres no solubles en agua.
CARACTERISTICAS DEL LITIO:
El litio al ser calentado se observa energía más un color rojo carmesí.
En su forma pura, es un metal blando, de color blanco plata, que se oxida rápidamente en aire o agua.
Es el elemento sólido más ligero y se emplea especialmente en aleaciones conductoras del calor, en baterías eléctricas.
CARACTERISTICAS DEL PLOMO:
El plomo al ser sometido a un calentamiento se observa un color plomo.
Es un metal pesado de color plateado con tono azulado, que se empaña para adquirir un color gris mate.
Es flexible, inelástico y se funde con facilidad.
CARACTERISTICAS DEL SODIO:
El sodio la ser calentado irradia un luz de color amarillo.
Es muy reactivo, arde con llama amarilla, se oxida en presencia de oxígeno y reacciona violentamente con el agua.
Es un metal blando, ligero y de color plateado que no se encuentra libre en la naturaleza.
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DISCUSIÓN DE RESULTADOS
Podemos observar en el experimento con las sales que cada uno tiene un color característico, que este se puede identificar en los espectros y que demostrando así que cada átomo posee un color característico.
Cada átomo emite energía y ese desprendimiento de energía al poner al contacto con la combustión el cual es un indicador para poder saber el color de cada uno esto y como la energía se transforma en una flama de colores característicos.
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CONCLUSIONES
Después de realizado el experimento podemos concluir que cada cuerpo tiene un color definido y diferente, esto debido a que cada cuerpo está conformado por distintas sustancias las cuales tienen un color propio que al ser mezclados con otros generan otros colores que pertenecen al espectro visible, cuyos colores son el violeta, el azul, el verde, el amarillo, el anaranjado, y el rojo.
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RECOMENDACIONES
Dejar limpio el laboratorio antes de retirarnos de cada práctica.
Mantener limpio el laboratorio.
Dejar los materiales de laboratorio en su lugar adecuado.
No hacer desorden cuando el profesor explica o realiza una experiencia.
Tener cuidado con algunos reactivos como el calcio, estroncio, bario, litio, plomo y sodio.
Utilizar las sustancias, usadas en el experimento, moderadamente debido a que sea cual sea la cantidad utilizada el color de la sustancia será la misma, sin embargo es recomendable realizar el experimento un mínimo de tres veces para poder observar un resultado exitoso.
En el caso de las agujas de nicrom se recomienda realizar el aseo con el ácido clorhídrico en cada ´prueba del experimento unas tres veces sin agitarla solo sumergirla y esperar a que no contenga la sustancia par a poder iniciar nuevamente con la prueba.
Saber los pasos del encendido de un mechero, para así no sufrir algún accidente a la hora de encenderlo; al igual que al apagarlo.
Quemar por completo la muestra de cada sal, para obtener el color exacto que emite cada una de estas, pues se obtendría un color no tan diferente al que se debería de haber obtenido.
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CUESTIONARIO 1. Reportar los colores observados de las diferentes sales: Mn Sustancia Color
Cu+2 Verde esmerald a
Sr+2 Rojo carmesí
Ca+2
Anaranjado
Ba+2
Li+1
Verde
Rojo
amarillento
ladrillo
Pb+ 2 Gris
Na+1 Naranja intenso
2. ¿Por qué los materiales brillan cuando reciben la luz (energía)? Debido a que al recibir la luz, el electrón pasa a un nivel más alto, y al ser inestable ahí. Regresa a su estado normal libera energía en forma de luz. 3. En los fuegos artificiales se observa el color rojo carmesí, ¿qué sal está ardiendo? Estaría ardiendo la sal de estroncio, debido a que al quem arse emite un color rojo carmesí. 4. Averigüe por qué a un elemento se le llama helio. El helio (símbolo químico He) es el elemento más abundante en el universo después del hidrógeno, aunque no está tan presente en nuestro planeta. Su presencia fue descubierta en el sol (a través del análisis del espectro) en 1869, y de allí viene su nombre (de “helios”, la palabra griega para “sol”).
Está compuesto de átomos pequeñitos y ligeros, y tiene el punto de congelación más bajo de todos los elementos. Existe un helio líquido, aunque es muy difícil de conseguir. Se llama helio I y se consigue enfriando el gas helio a –269ºC, un poco por encima del cero absoluto. Es la sustancia más fría del planeta. Se le llama así, porque al haber ocurrido un eclipse total en el pasado; se observó que alrededor del sol aparecía una línea amarilla. Luego de esto Eduard Frankland propuso el nombre de Helium para el nuevo elemento, en honor al dios griego del sol (Helios).
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K+2
Violeta
5. ¿Cuáles son los rangos de longitud de onda de cada color del espectro visible?
COLOR
λ (nm)
Verde
Rojo
Rojo
Verde
esmeralda carmesí ladrillo pálido 495 –570
620 –
nm
750 nm
620 –
495 –
750
570
nm
nm
Carmín Plomo 620 – 750 nm
-------
Amarillo intenso 570 – 590 nm
6. Efectúe la configuración electrónica de los metales analizados y señale el electrón que se traslapa al ser sometido a la llama del mechero. + → [] 310 41 + → [] 52 + → [] 42 + → [] 62 + → [] 21 + → [] 414 510 62 62 + → [] 31
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BIBLIOGRAFÍA
Manual de laboratorio, Química General.
Flores Escobar A. Química 1 para Bachillerato Ed. Alfaomega
García Becerril L. Química 1 Mc Graw Hill
Garritz A. Chamizo A. Tú y la Química Ed Pearson
www.slideshare.net/.../química-gral-historia-de-estructura-atómica.
www.apuntesuniversidad.es/1_introduccion_estructura_atomica.
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APÉNDICE
SALES
Sal de cobre
Sal de estroncio
Sal de calcio
Sal de bario
Sal de litio
Sal de plomo
Sal de sodio
Sal de potasio
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Cu+²: La llama que se obtuvo fue de color verde.
Sr+²: Se observó un color rojo.
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Ca+²: Se observó un color anaranjado.
Ba+²: Se observó un color verde limón.
Li+¹: Se observó un color rojo.
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Pb+²: Se observó un color Gris.
Na+¹: Se observó un color Amarillo Intenso.
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K+¹: Se observó un color Violeta.
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