Laboratorio Nº 3

PRUEBAS DE LLAMAS

Introducción:

En condiciones normales los átomos se encuentran en el estado fundamental, que es el más estable termodinámicamente. Sin embargo, si los calentamos absorbe energía y alcanza así un estado excitado. Este estado posee una energía determinada, que es característica de cada sustancia. Los átomos que se encuentran en un estado excitado tienen tendencia a volver al estado fundamental, que es energéticamente más favorable. Para hacer esto deben perder energía, por ejemplo, en forma de luz. Puesto que los estados excitados posibles son peculiares para cada elemento y el estado fundamental es siempre el mismo, la radiación emitida será también peculiar para cada elemento y por lo tanto podrá ser utilizada para identificarlo. Esta radiación dependerá de la diferencia entre los estados excitados y el fundamental de acuerdo con la ley de Planck:

             △E = h △ △E = diferencia de energía entre los estados excitado y fundamental

h = Constante de Planck (6,62 10-34 J s).

             △ = frecuencia 

 Por lo tanto, el espectro de emisión puede considerarse como “la huella dactilar” de un elemento. Este hecho se conocía ya desde antiguo, antes aún de entender como ocurría, por lo que los químicos han utilizado los “ensayos a la llama” como un método sencillo de identificación. En la actualidad existen técnicas de análisis basadas en este principio, tales como la espectroscopia de emisión atómica, que nos permiten no sólo identificar, sino cuantificar la presencia de distintos elementos.

Marco Teórico:

Origen de los colores: El color es un fenómeno físico de la luz o de la visión, asociado con las diferentes longitudes de onda en la zona visible del espectro electromagnético. La percepción del color es un proceso neurofisiológico muy complejo. La luz visible está formada por vibraciones electromagnéticas cuyas longitudes de onda van de unos 350 a unos 750 nanómetros (milmillonésimas de metro). La luz con longitud de onda de 750 nanómetros se percibe como roja, y la luz con la longitud de onda de 350 nanómetros se percibe como violeta. Las luces de longitudes de onda intermedias se perciben como azul, verde, amarilla o anaranjada. 

Todos los objetos tienen la propiedad de absorber y reflejar 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; estas longitudes de onda reflejadas o emitidas son las que producen sensación de color. Los distintos colores de luz tienen en común el ser radiaciones electromagnéticas que se desplazan con la misma velocidad, aproximadamente, 300.000 kilómetros por segundo (velocidad de la luz). Se diferencian en su frecuencia y longitud de onda:

 Frecuencia = Velocidad de la Luz/Longitud de onda, o lo que es lo mismo 

v = c / µ

Dos rayos de luz con la misma longitud de onda (µ) tienen la misma frecuencia y el mismo color. 

Origen de los colores: en la llama del mechero 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. De acuerdo a la teoría cuántica, estos electrones ocupan un cierto número de niveles de energía discreta.1 Resulta evidente, por lo tanto, creer que la transición de un electrón de un nivel a otro debe venir acompañada por la emisión o absorción de una cantidad de energía discreta, cuya magnitud dependerá de la energía de cada uno de los niveles entre los cuales ocurre la transición y, consecuentemente, de la carga nuclear y del número de electrones involucrados. Si en un átomo poli electrónico, un electrón salta de un nivel de energía E1 a un nivel de energía E2, la energía de la transición electrónica, △E, es igual a E2 – E1. Si E2 representa un nivel de energía inferior a E1, entonces, la transición viene acompañada por la emisión de una cantidad △E de energía (en forma de luz), la cual está relacionada con la longitud de onda de luz emitida por la ecuación:

 △ E = (hc)/µ

donde :

 h = Constante de Planck 

c = Velocidad de la Luz 

µ = Longitud de Onda de la Luz Emitida µµµµµµ

---> △ E = hv 

En otras palabras, la energía de una transición electrónica es inversamente proporcional a la longitud de onda de la luz emitida o absorbida y directamente proporcional a la frecuencia de radiación. 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 cualquier otro elemento. El espectro a la llama de los compuestos de los metales alcalinos es un espectro atómico de emisión y se representan como líneas espectrales discretas. A continuación se presenta una tabla con algunos de los elementos que imparten colores característicos a la llama.

Objetivos:

• Observar los diferentes colores que emiten determinadas sustancias en una llama.
• Reconocer la presencia de ciertos metales por el color que aparece al exponer sus compuestos en llama.

Desarrollo:

Prueba de Gases

Introducción:

En un sistema liquido, la densidad es relativamente insensible a los cambios en la presión y la temperatura. Esto permite despreciar ciertos términos de la ecuación de energía, y considerar el efecto de la temperatura sobre el balance de masas solamente en el término de la velocidad de reacción. De esta forma es posible profundizar en el desarrollo y uso de modelos para ciertas reacciones y procesos de separación sin complicaciones innecesarias. La densidad de un gas depende considerablemente de la temperatura y la presión. Las ideas que se han desarrollado para los líquidos pueden aplicarse "siu cambio" a los gases y a los sistemas de mezcla gas-líquido, pero debido a la intluencia que ejerce la densidad, necesariamente, las descripciones son más complejas. Tradicionalmente se emprende un estudio detallado de tales sistemas en cursos de termodinámica. En este capítulo se demostrará la continuidad esencial en el proceso del análisis al pasar de líquido a gas, y se presentarán algunas de las ecuaciones básicas más importantes que se utilizan para sistemas gaseosos.

Marco Teórico

Los experimentos intermitentes con gases se efectúan en recipientes el iscñados para soportar presiones superiores a la atmosférica. Por 10 general. los recipientes son rígidos y con un volumen fijo, pero algunos cxpcr imcntos clave se han realizado en equipos de volumen variable, que cst á n dotados de un pistón que permite una expansión o una contracción.

Gas ideal: Es el comportamiento que presentan aquellos gases cuyas moléculas no interactúan entre si y se mueven aleatoriamente. En condiciones normales y en condiciones estándar, la mayoría de los gases presentan comportamiento de gases ideales.

Desarrollo: