Laboratorio de química del pabellón D5-DOCIMACIA

I. INTRODUCCIÓN

En el siguiente informe, se presentaran los resultados de tres experimentos que fueron realizados en el laboratorio de química del pabellón D5-DOCIMACIA de la prestigiosa Universidad Nacional de Ingeniería.

Los experimentos que se presentan en este informe son:

* Manejo del Mechero de Bunsen.

* Estudio cualitativo del espectro de emisión.

* Identificación de algunos elementos en las muestras problema.

Estos experimentos consisten en la utilización del mechero de Bunsen reconociendo los diferentes tipos de llama para sacar el mejor provecho sea utilizando la llama luminosa (usando el anillo regulador cerrado) o la llama no luminosa (usando el anillo regulador abierto) para obtener una combustión incompleta o completa respectivamente. Luego se realiza el reconocimiento de los colores espectrales producidos por la llama del mechero al reaccionar con diferentes elementos, notándose de esta manera que los colores producidos por la llama son característicos para cada elemento, pudiendo así en el tercer experimento, reconocer a las sustancias observando los colores producidos.

Este informe ha sido organizado por una introducción, objetivos, fundamento teórico, la explicación de la parte experimental, conclusiones generales, aplicación a la especialidad, recomendaciones, el desarrollo de un cuestionario y problemas, bibliografía.

II. OBJETIVOS

1. Estudiar las diversas zonas de la llama originada por el “mechero de Bunsen”.

2. Explicar cualitativamente las características del espectro de emisión, que se producencuando algunas sustancias son expuestas a la llama del “mechero de Bunsen”.

III. FUNDAMENTO TEÓRICO

La Teoría Cuántica de la Luz

Cuando se calienta una sustancia a una temperatura suficientemente alta, se pone incandescente. Si se eleva más su temperatura, se vuelve blanco caliente a medida que se emite más luz de onda más corta.

En 1900, Max Planck propuso una teoría según la cual la energía de la luz no se irradia continuamente sino que se emite en forma de pequeñísimos paquetes de energía (cuantos) separados e indivisibles cuya magnitud depende de la longitud de onda. La energía solo podía ser un número entero de cuantos, está cuantizada. Si la frecuencia y la energía contenida por el cuanto, eran inversamente proporcionales a la longitud de onda, los dos deberían ser proporcionales entre sí, luego se expresa la siguiente ecuación:

E=hv

Espectros Atómicos

Después de que un átomo absorbe un cuanto de energía, se dice que está en estado excitado relativo a su estado normal (fundamental). Cuando un átomo excitado vuelve al estado fundamental, emite luz. Por ejemplo, la luz amarilla observada cuando el vidrio se calienta en una llama se debe a que los átomos de Na excitados en el vidrio vuelven a su estado fundamental.

Cuando la luz de los átomos excitados se ve a través de un espectroscopio, las imágenes de la ranura aparecen a lo largo de la escala del instrumento como una serie de líneas coloreadas. Los distintos colores corresponden a la luz de longitudes de onda definida y la serie de líneas se llama un espectro de línea. El espectro de líneade cada elemento es tan característico del elemento que su espectro puede usarse para identificarlo.

Espectros de Emisión: son aquellos que se obtienen al descomponer las radiaciones emitidas por un cuerpo previamente excitado.

* Los espectros de emisión continuos se obtienen al pasar las radiaciones de cualquier sólido incandescente por un prisma. Todos los sólidos a la misma temperatura producen espectros de emisión iguales.

* Los espectros de emisión discontinuos se obtienen al pasar la luz de vapor o gas excitado. Las radiaciones emitidas son características de los átomos excitados.

Espectros de Absorción: Son los espectros resultantes de intercalar una determinada sustancia entre una fuente de luz y un prisma.

* Los espectros de absorción continuos se obtienen al intercalar el sólido entre el foco de radiación y el prisma. Así, por ejemplo, si intercalamos un vidrio de color azul quedan absorbidas todas las radiaciones menos el azul.

* Los espectros de absorción discontinuos se producen al intercalar vapor o gas entre las fuentes de radiación y el prisma. Se observan bandas o rayas situadas a la misma longitud de onda que los espectros de emisión de esos vapores o gases.

Prueba de la llama para los iones de metal

La Llama:

Las llamas se originan en reacciones muy exotérmicas de combustión y están constituidas por mezclas de gases incandescentes. Son las fuentes más comunes de calor intenso.

En general, la reacción de combustión se trasmite a la región de la masa gaseosa a partir de un punto de ignición, al proseguir lapropagación, la mezcla reaccionante va diluyéndose, la reacción cesa gradualmente y la llama queda limitada a una zona del espacio.

La llama más utilizada en el laboratorio es la producida por la combustión de un gas (propano, butano o gas de ciudad), con el oxígeno del aire.

La combustión completa (con exceso de oxígeno) produce agua y dióxido de carbono, una llama poco luminosa y de gran poder calorífico.

La combustión incompleta produce, además de dióxido de carbono y agua, carbono, monóxido de carbono y otros productos intermedios, da origen a llamas de bajo poder calorífico y altamente luminosas (debido a la incandescencia de las partículas de carbono que se produces).

Para controlar las llamas se utiliza el mechero de laboratorio que, a pesar de existir diversos tipos, el mecanismo de funcionamiento es similar en todos ellos.

Esencialmente constan de un tubo, llamado cañón, a cuya base llega la entrada de gas a través de un pequeño orificio. En esta zona existen unas aberturas, regulables mediante un anillo que permite la entrada de aire al cañón.

La expansión del gas a través del pequeño orificio succiona el aire exterior produciéndose, de este modo, una mezcla gas-oxígeno que asciende por el cañón hasta la boca del mismo que es donde se produce la llama.

Si el mechero arde con la entrada de aire cerrada, la combustión es incompleta y la llama presenta un color anaranjado debido a la presencia de partículas incandescentes de carbono.

Al abrir el paso de aire, la combustión es completa y en la llama se aprecian dos zonas claramente separadas por un cono azul pálido.

En el exterior del cono la combustión es completa, existe un exceso de oxígeno y se producen altas temperaturas (zona oxidante).

En el interior del cono los gases todavía no se han inflamado

...