11R Quimica SL2 Septiembre 17/2010 Mario Andres Cruz
PRACTICO: ESPECTROS DE EMISIÓN Tabla #1: Observaciones Cualitativas de los Espectros de las Sustancias OBSERVACIONES Al Calentar la Sustancia
SUSTANCIA H2
Otros
Color violeta, morado brillante.
-
Hidrogeno
Ne
Neon
Ar
Color rojo brillante.
Argon
N2
Características del Espectro
Color morado claro.
Nitrogeno
-
Color morado claro.
-
Hg
Mercurio
Color azul claro brillante.
-
KCl
Cloruro de Potasio
Color morado claro intenso.
Las partículas saltan al calentarse.
NaCl
Cloruro de Sodio
LiCl
Cloruro de Litio
CuCl2
Cloruro de Cobre (II)
MgCl2
Cloruro de Calcio Cloruro de Magnesio
BaCl2
Cloruro de Bario
CaCl2
Color fuego naranja. Color violeta intenso y brillante.
Color verde con betas azul aguamarina. Color rojo intenso.
La sustancia sólida se quema tornándose negra. Se derrite en un liquido claro.
Color morado.
-
Color amarillo.
-
Color rojo intenso.
-
Cloruro de Estroncio Cloruro de Cromo Cloruro de Hierro (III)
Color naranja fuego.
Zn (NO3)2
Nitrato de Zinc
Color violeta.
-
Cl2Sn
Cloruro Estañoso.
Color violeta.
Se derrite.
SrCl 2 CrCl3 FeCl3 CuSO4 Ce (SO4)2 Ce (SO4)3 Pb (NO3)2
Se derrite y se torna color verde oscuro. Color naranja fuego y salen Se derrite y se torna chispas. color negro. La sustancia sólida se Sulfato de Cobre Color verde claro y incinera. Siendo antes (II) amarillo. de color rojo y ahora negro. La sustancia sólida se Sulfato de Cerio Color naranja. torna color naranja. Color fuego anaranjado Sulfato de Cerio intenso. Nitrato de Plomo Color morado suave, Las partículas saltan (II) violeta. al calentarse.
11 R
ui i L 17 / ti Mari Andre s Cru
10
CONCLUSIÓN: Los result os obteni os mues tran claramente que a pesar de que se observaron espec tros de sus tancias similares en su compos ici n (cloruros, su l atos, element os individuales y nitratos) todos mostraron un espectro di erente al de los demás. Por e jemplo a l observar la tabla #1, el cloruro de hierro III mos tró un color naran ja fuego con chispas, mientras que el cloruro de es tronc io desplegó un color ro jo intenso. Esta diferencia entre los espectros se debe a que cada e lement o tiene un espec tro diferent e al de los demás s in impor tar que sean muy parec idos entre s i. Por esta razón el cloruro de hierro III y el cloruro de estroncio mostraron espec tros diferentes. Sin impor tar de que ambos sean c loruros, el hecho de que en su compos ición haya element os diferente genera que su espec tro cambie totalment e. Los resultados también muestran como en a lgunos casos las par tículas sa ltaban a l calentar las tales como, el nitrato de plomo II o el cloruro de potasio. Esto se debe a que en la reacción que se genera a l calentar la sustancia se genera un gas que hace mover las par tículas cuando es t e es li berado. Por ultimo, en a lgunos casos como e l del cloruro estañoso o el cloruro de cromo, se observó como la sustancia al calentar la llegaba un punto en que se derre tía. Esto se debe a l exceso de ca lor que se añadió a la sustanc ia que a lcanzó su pun to de fus ión y se volvió un liquido. 1. ¿Cual es la relación entre el color de la luz y la cantidad de energía li berada por cada fo ton? El color de la luz depende directamente de la cantidad de energía li berada por los fotones. A la vez, la energía alta tiene frecuencias altas y longitudes de onda cor tas, y la energía ba ja tiene frecuencias ba jas y longitudes de onda largas. De esta manera, cuando un e lectrón pasa de un n ivel de energía super ior a l nivel de energía menor 1,2 ó 3, em ite fotones de luz ultravioleta, luz visi ble e infrarro ja respectivamente. La luz visi ble se divide a su vez en co lores, cada uno con una frecuenc ia diferent e que los diferencia de los otros. Gracias a esto cuando queremos identif icar un element o usando su espec tro, lo dividimos usando un pr isma en los colores que lo componen y as í obtenemos las líneas del espectro de emisión que son ún icas para cada elemento.
11R Quimica SL2 Septiembre 17/2010 Mario Andres Cruz
Figura #1: Espectro Visible. 2. ¿A que se deben los colores particulares para cada sal? Los colores particulares para cada sal se deben al metal que varia para cada sal, ya que cada elemento tiene un espectro diferente. Por eso el cloruro de sodio emite una luz diferente al cloruro de potasio, porque el sodio tiene una composición diferente a la del potasio lo cual genera las diferencias entre los espectros de las sales. 3. ¿Que estudios cuantitativos de los espectros de emisión contribuyeron hoy a nuestro conocimiento de la estructura atómica? El estudio cuantitativo de los espectros esta estrechamente relacionado con la constante de Planck. Esta relaciona la energía de los fotones ( E) con la frecuencia () de la onda lumínica. A la vez, teniendo en cuenta que la frecuencia (), longitud de onda ( ), y la velocidad de la luz ( c) están relacionados por = c, la constante de Planck se expresa como:
Usando esta ecuación es posible determinar cualquiera de las variables aquí presentes por simple despeje de la ecuación. Permiti ndonos conocer la energía que producen los espectros el elemento en cuestión. Por otro lado, las investigaciones de Niels Bohr le permitieron afirmar que el átomo estaba conformado por un núcleo y que los electrones estaban organizados en orbitas elípticas definidas alrededor de este; revolucionando el modelo atómico de ese entonces. Con sus avances fueron descubiertos los espectros como m todo para identificar los elementos y desde ese momento se ha perfeccionado este m todo para permitirnos identificar cualquier elemento que deseemos. En sus estudios de los espectros y del modelo atómico logro explicar como los espectros son generados por los fotones cuando un electrón pasa de un nivel de energía a otro y así contribuyo significativamente al conocimiento de la estructura atómica. 4. ¿Por qu se considera a los espectros de los átomos como una huella digital para ellos? Los espectros se consideran como la huella digital de los átomos de los elementos porque son únicos para cada elemento. Los elementos tienen cada uno un diferente numero de orbitales, lo cual genera la diferencia entre sus espectros y permite identificarlos entre uno u otro. Para obtener el espectro de emisión de un elemento en cuestión usamos un prisma para dividir el color de su luz en los colores que lo componen (espectro), así obtenemos las líneas del espectro de emisión que son únicas para cada elemento. Tambi n se puede utilizar un espectro de absorción.
11R Quimica SL2 Septiembre 17/2010 Mario Andres Cruz
Figura #2: M todo de Obtención de un Espectro de Emisión. 5. ¿Bajo qu circunstancias los espectros de absorción pueden ser observados? Los espectros de absorción son el opuesto a los espectros de emisión y se observan por lo general en un lugar oscuro (una cámara o lugar sellado) ya que comprenden una ausencia de un elemento lumínico. El espectro de absorción se obtiene al aplicarle radiación electromagn tica, a un elemento en estado gaseoso, esta es absorbida en ciertas frecuencias del espectro visible, en las mismas zonas en las que se emite cuando se estimula mediante calor (Ley de Kirchoff). Al hacer esto el espectro total visible de la luz va a presentar una ausencia de los colores que identifican ese espectro.
Figura #3: M todo de Obtención de un Espectro de Absorción. BIBLIOGRAFÍA: y
TIMBERLAKE, William. Química. Segunda Edición. Prentice Hall. Espectros Atómicos y Niveles de Energía. Pág. 258-261.
