Ensayo A La Flama Practica 1 Esime

ESIME Culhuacán

Practica n° 1: Identificación de cationes por el método de ensayo a la flama

Integrantes: Alonso Sosa Leonardo David

Alejandro Hernández

Ramírez Guerra Francisco Martín

Laboratorio de química

Introducción.

Desde el inicio de la humanidad, el hombre se ha preguntado ¿cómo y por qué? Desde ¿cómo protegerse de la intemperie y las bestias? ¿Cómo cazar, cómo germinar las semillas?, ¿por qué se mueve la tierra, por qué se solidifica la lava de los volcanes? A ¿cómo forjar el hierro, hacer herramientas, armas?

Siendo el fuego algo desconocido y a lo que debía temerle el hombre por estar presente en los rayos y en el material magmático arrojado por los volcanes, era un reto muy presente el lograr dominarlo, usarlo para su beneficio y más adelante, entenderlo.

Una vez que aprendió a controlarlo, éste se volvió un detonante en la evolución humana, surgiendo la edad de los metales y con ello el estudio de los minerales. Aunque posteriormente se definiría a la química como autoridad en el estudio de la materia, se reconoce que la curiosidad por el saber y la aplicación de esos conocimientos adquiridos (muchos de ellos fortuitamente), servirían mas para saber de las reacciones de combustión de ciertos materiales, siendo el ejemplo más claro el uso que le dieron los chinos a la pólvora combinada con otras sustancias para hacer tan vistosos fuegos artificiales convirtiéndose en algo característico de las festividades.

Pero no sólo eso, el uso del carbón empleado para la maquinaria reflejó lo mucho que quedaba de aprovechar para la evolución de la humanidad, surgiendo ahora la Era Industrial, utilizando como principal factor el carbón extraído de las minas.

Por desgracia es este mismo impulso en el campo de los materiales, el que provoca la contaminación atmosférica surgida de las reacciones químicas que tanto daño provoca al planeta y sus habitantes, siendo esto lo que obliga a estudiar mas a fondo la composición de las sustancias que día con día usamos para generar energía, ya sea desde la gasolina hasta las plantas termonucleares.

Un átomo es capaz de absorber diferentes tipos de energía, térmica y luminosa especialmente, que le conducen una serie de estados excitados.

Estos estados poseen unas energías determinadas y características de cada sustancia. Existe una tendencia a recuperar con rapidez el estado fundamental. La consecuencia de “volver al equilibrio” se puede realizar a través de choques moleculares (perdida de energía en forma de calor) o a través de la emisión de radiación. Puesto que los estados excitados posibles son peculiares de cada especie, también lo serán las radiaciones emitidas en su desactivación.

Los vapores de ciertos elementos imparten un color característico a la llama. Esta propiedad es usada en la identificación de varios elementos metálicos, como sodio, calcio, etc. La coloración de la llama es causada por un cambio en los niveles de energía de algunos electrones de los átomos de los elementos. Para un elemento particular la coloración de la llama es siempre la misma, independientemente de si el elemento se encuentra en estado libre o combinado con otros.

El color es un fenómeno físico de la luz o de la visión, asociado con diferentes longitudes de onda en la zona variable del espectro electromagnético.

La luz visible está formada por vibraciones electromagnéticas cuyas longitudes de onda van de unos 350 a 750 nanómetros. La luz con longitud de onda de 750 nanómetros se percibe como rojo y con 350 nanómetros como violeta.

Todos los objetos tienen la propiedad de absorber y relejar o emitir ciertas radiaciones electromagnéticas. La mayoría de los colores que experimentamos normalmente son mezclas de longitudes de onda y reflejan o emiten las demás.

Los átomos y los iones están constituidos en su interior, por una parte central muy densa, cargada positivamente, denominada núcleo y por partículas negativas llamadas electrones, los cuales rodean al núcleo a distancias relativamente grandes. Estos electrones ocupan cierto nivel de energía discreta. Por lo tanto se cree que la transición de un electrón a un nivel más alto va a acompañado por la emisión o absorción de una cantidad de energía discreta, esto a través de la exposición del elemento a la flama del mechero.

Un espectro atómico está compuesto por una o más longitudes de onda. Debido a que los elementos tienen diferente carga nuclear, diferente tamaño y diferente número de electrones, es razonable concluir que cada elemento está caracterizado por un espectro atómico el cual es diferente al de todos los demás.

Usando un mechero de bunsen y diferentes compuestos podemos hacer un sencillo pero sorprendente experimento. Con los conocimientos adquiridos sobre la estructura electrónica de los átomos provenientes del análisis de la luz emitida y las absorciones de radiación es que es posible que podamos realizar este experimento con la capacidad de darnos la manera de identificar los cationes del compuesto, a esto se le llama “el método de la flama” para la identificación de cationes.

La reacción, que por fuera se ve como un simple cambio de color en la flama, para quien estudia el tema, es una herramienta perfecta para la identificación y la posterior manipulación de compuestos.

Para poder continuar con el experimento y el reporte del mismo es necesario tener presente los siguientes aspectos.

El catión es un ion (sea átomo o molécula) con carga eléctrica positiva, lo contrario a un anión, es decir, que ha perdido electrones. Los cationes se describen con un estado de oxidación positivo y en esta práctica intentamos identificar los cationes de algunas sales con el método de la flama. Para esto son necesarios los siguientes materiales: Mechero de Bunsen, caja de Petri, alambres de nicromio, vasos de precipitados de 100ml. , las sales correspondientes (litio, sodio, potasio, cobre, cesio, calcio, estroncio, bario) y solución de ácido clorhídrico (HCI).

Objetivos.

• Identificar algunos iones metálicos por medio de la coloración que producen sus sales estando expuestos a la densidad de la flama del mechero de bunsen.

• Señalar cuales son los cationes presentes en las sales contenidas en la muestra.

Muestra Color de la flama Nombre del catión Color teórico

1 Amarillo Sodio Amarillo

2 Amarillo-chispas Níquel

3 Naranja Calcio Rojo anaranjado

4 Naranja chispas cromo Amarillo

5 Verde azul Cobre Azul bordeado de verde

6 Violeta Calcio Rojo anaranjado

7 Verde Bario Verde amarillento

8 Amarillo chispas Cobalto

9 Chispas-blanco Hierro Dorado

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