Coloración A La Llama Y Perlas De bórax

Objetivo

• Identificar los diferentes cationes por la coloración de la llama.

• Al finalizar esta práctica, el alumno identificará algunos cationes aprovechando la coloración que éstos proporcionan a una perla de bórax, en la zona oxidante y reductora de la flama.

Coloración a la llama y Perlas de bórax

Coloración a la llama

Uno de los métodos más tradicionales de ensayo en un laboratorio químico (y tal vez uno de los primeros métodos de análisis químicos desarrollados, pues ya se llevaba a cabo en el siglo XVII) es el ensayo a la llama de las sustancias. Se trata de un ensayo de tipo cualitativo, es decir, con él podemos averiguar qué sustancias contiene nuestra muestra problema, pero no en qué proporción (para esto último haría falta un ensayo cuantitativo). Esto hace que el resultado del análisis sea un poco subjetivo, es decir, depende de la persona que lo realiza, que debe asignar un elemento químico al color observado. Dada su importancia, antes de considerar las coloraciones de los distintos ensayos a la llama, hablaremos de la llama en sí misma y de sus características. La llama de un mechero Bunsen puede actuar como fuente térmica y luminosa, pero también como reactivo químico con poder oxidante y reductor. El hecho de que una llama tenga más capacidad oxidante o más capacidad reductora, se puede lograr regulando la entrada de aire. Así, tenemos:

El análisis de la muestra por vía seca se utiliza con poca frecuencia, es más común en el análisis de minerales. El método de coloración de la llama solamente asegura resultados en caso de que la muestra contenga un solo elemento, el cual precisamente da color a la llama. La llama únicamente se colorea con sustancias volátiles. Las más frecuentemente utilizadas son los cloruros; por tal motivo, la muestra se humedece con ácido clorhídrico. En el ensayo de coloración a la llama ésta actúa como fuente energética. De esta forma, la energía de la llama posibilita la excitación energética de algunos átomos (en estado normal se hallan en estado fundamental). Cuando estos átomos excitados regresan al estado fundamental emiten radiación de longitudes de onda características para cada elemento. Esta energía emitida por los elementos, en este caso en la región visible del espectro electromagnético, es lo que se conoce como espectro de emisión, y es la base no sólo para los ensayos cualitativos a la llama, sino también para técnicas de análisis cuantitativo como la espectroscopía atómica de emisión. La longitud de onda de la radiación emitida dependerá, concretamente, de la diferencia de energía entre los estados excitado y fundamental según la fórmula de Planck para las transiciones electrónicas (E = h•v, donde E es la energía de la transición, h la constante de Planck y v la frecuencia). Sin embargo, puesto que la llama no es una fuente muy energética, sólo es capaz de excitar átomos que exijan poca energía para ser excitados (que presenten transiciones electrónicas poco energéticas) esencialmente en la zona visible del espectro (por ejemplo, alcalinos y alcalinotérreos y algunos otros, como cobre y talio; cabe destacar, no obstante, que el berilio y el magnesio, dos alcalinotérreos, no dan color a la llama).

El ensayo se realiza con un hilo de platino limpio, procurando que el compuesto sea lo más volátil posible. Para lograr esta volatilización, con frecuencia se humedece con ácido clorhídrico (frecuentemente se forman haluros volátiles) si bien, dependiendo del contraión del metal correspondiente, se pueden requerir distintos procedimientos de análisis. Por ejemplo, si tenemos un silicato, se mezcla primero con CaSO4 en proporción 1:1, ambos muy bien pulverizados, y se empastan con 2 o 3 gotas de clorhídrico concentrado, llevándose la mezcla a la llama, o si tenemos los sulfuros insolubles, se tuestan inicialmente para transformarlos en SO4(2-) y luego se humedecen en ácido clorhídrico concentrado; los sulfatos poco solubles se reducen previamente a sulfuros manteniéndolos un rato en la zona reductora de la llama.

Una vez que se tiene el compuesto a ensayar en el extremo del hilo de platino, se introduce en la llama; primero se hace en la base de la llama para evitar que los compuestos más volátiles pasen desapercibidos y después se ensaya en zonas de mayor temperatura. En función del color que se produzca en la llama, el ensayo será positivo para un elemento u otro; en ocasiones, para observar mejor el color, se suelen usar vidrios coloreados.

Asimismo, el ensayo de coloración a la llama permite comprobar también la presencia de halógenos si en lugar de usar un hilo de platino se usa un alambre de cobre previamente calentado en llama oxidante hasta que no dé color verde. Una vez hecho esto, se toma la sustancia con el hilo de cobre (sin humedecer con clorhídrico) y se ensaya a la llama: si ésta toma un color verde azulado, es debido a los haluros de cobre volátiles.

Coloración de la llama con diferentes elementos.

ELEMENTO COLOR DE LA LLAMA ELEMENTO COLOR DE LA LLAMA

Li Rojo Pb Azul pálido

Na Amarillo As Azul pálido

K Violeta Sb Azul pálido

Ca Rojo amarillento V Verde pálido

Sr Rojo Mo Verde pálido

Ba Verde B Verde

Ti Verde Se Azulado

Cu Verde Te Azul pálido

Perla de Bórax

Al fundir tetraborato sódico cristalino en la llama del mechero Bunsen, se origina una masa vidriosa que fácilmente

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