Experimento de Espectros

Espectros!

Información Bibliográfica

Los espectros son imágenes o registros de un objeto (que puede ser desde una estrella hasta una molécula o átomo) de la energía que absorbe o emite. Anteriormente, los químicos ponían a la flama las sustancias químicas y de acuerdo a la intensidad y colores de la llama, podían averiguar que átomos o compuestos contenía la muestra.

Los primeros que se descubrieron fueron los espectros visibles. Consisten en atomizar, es decir, hacer que la sustancia pase al estado gaseoso y se le hace pasar un haz de luz blanca, que después pasa por un prisma descomponiéndolo en los colores del arcoíris. Para gran sorpresa, aparecían “huecos” en ciertas partes.

Y dependiendo que tipo de elemento se tratara, los patrones cambiaban. De esta manera, podían confirmar si algún químico había descubierto un nuevo elemento o no. La mejor parte es que también podían analizar compuestos y los patrones eran únicos.

Objetivo

Observar y analizar 6 espectros de distintas sustancias expuestos a una energía calorífica que en este caso van hacer 6 distintos tipos de cloruros 

1.Calcio,

2.Potasio,

3.Cobre, 

4.Estroncio

5.Sodio

6.Magnesio

 Extra 3 gases (Hidrógeno,Argón y Neón)

Hipótesis General

Cuando los metales o sus compuestos, se calientan fuertemente a temperaturas elevadas en una llama muy caliente , la llama adquiere colores brillantes que son característicos de cada metal. Los colores se deben a átomos del metal que han pasado a estados energéticos excitados debido a que absorben energía de la llama; los átomos que han sido excitados pueden perder su exceso de energía por emisión de luz de una longitud de onda característica. Los compuestos de estos elementos contienen a los átomos metálicos en forma de iones positivos en el estado sólido, no obstante, cuando se calientan a la elevada temperatura de una llama se disocian dando átomos gaseosos y no iones. De aquí que los compuestos confieran a la llama los mismos colores característicos que los elementos. Estas llamas coloreadas proporcionan una vía de ensayo cualitativo muy adecuada para detectar estos elementos en mezclas y compuestos. Todas estas sustancia tendrán en si un espectro discontinuo ya que al estar a elevadas temperaturas o en un estado gaseoso tendrán este espectro determinado.

Hipótesis del calcio

Al momento de exponer el cloruro de calcio a una llama (fuente calorífica) esta misma empezara a cambiar de color la llama ya que al momento de calentarse el cloruro de calcio llegara hasta su punto de oxidación emitiendo una luz de un color dando el origen del cambio de color de llama. (Forma un espectro discontinuo)

Hipótesis del cloruro de potasio

El color de la llama se debe a que los átomos del metal absorben energía de la llama; dicha energía se transforma en luz cuando el átomo vuelve a su estado normal. Solamente el catión produce el color, mientras que los aniones no influyen directamente en el color, aunque sí lo hacen en la temperatura de la llama, que está relacionada con la excitación de las moléculas.(Forma un espectro discontinuo)

Hipótesis del cloruro de cobre

Los colores notablemente diferentes es por el metal ya están determinados por la diferencia de energía (D) entre los conjuntos de orbitales.Cuando el ion absorbe luz en el intervalo visible, los electrones son excitados (saltan) del nivel de energía más bajo t2g al más alto eg. Debido a que sólo se absorben ciertas longitudes de ondas de luz blanca, la sustancia tienen color. (Forma un espectro discontinuo)

Hipótesis del cloruro de estroncio

El vapor de cierto elemento impartirá un color característico a la llama. La coloración en la llama es causada por un cambio en los niveles de energía de algunos electrones del átomo del elemento. (Forma un espectro discontinuo)

Hipótesis del cloruro de sodio

El elemento químico en estado gaseoso y sometido a temperaturas elevadas producen espectros discontinuos en los que se aprecia un conjunto de líneas que corresponden a emisiones de sólo algunas longitudes de onda de lo cual de la misma manera formara un color de llama característico del sodio. 

Hipótesis del cloruro de magnesio

El magnesio al ser un metal altamente inflamable, que entra en combustión fácilmente cuando se encuentra en forma de virutas o polvo, mientras que en forma de masa sólida es menos inflamable. Una vez encendido es difícil de apagar,al arder en aire, el magnesio produce una llama blanca muy intensa incandescente.

Material 

• Mechero
• Alambre de platino
• Recipiente
• Espectroscopio
• Sustancia: Ácido clorhídrico
• Cloruros: Calcio,potasio,cobre,estroncio,sodio y magnesio.

Procedimiento

1.Para empezar hay que poner una cierta cantidad de ácido clorhídrico en un recipiente chico  que servirá como limpiador para el alambre de platino (El alambre de platino se limpiara con el ácido clorhídrico cada vez que se recoja algún cloruro con el mismo alambre).

2. Después se prenderá el mechero de tal manera que la flama del mechero sea azul. En seguida cuando la flama este azul, con el alambre de platino se recogerá uno de los cloruros y se expondrá a la llama para ver el cambio de color de la llama, y el espectro de cada uno que se vera con el espectroscopio. (Siempre que vayamos a exponer  uno de los cloruros al fuego con el alambre de platino se tendrá que limpiar con el ácido clorhídrico para poder tomar otro cloruro diferente).

Cloruro de Calcio (Color: Amarillo anaranjado)

Espectro del Cloruro de Calcio

Cloruro de Potasio (Color: Violeta)

Espectro del Cloruro de Potasio

Cloruro de Cobre (Color: Verde)

Espectro del Cloruro de Cobre

 

 

Cloruro de Estroncio (Color: Rojo)

Espectro del Cloruro de Estroncio

 
 

Cloruro de Sodio (Color:Amarillo)

Espectro del Cloruro de Sodio

 




 

Cloruro de Magnesio (Color:Azul)

Espectro del Cloruro de Magnesio

 

OTROS ESPECTROS

Hidrógeno (Color:Rosa)

Espectro del Hidrogeno

Argón  (Color:Morado)

Espectro del Argón

Neón (Color:Rojo)

Espectro del Neón

 

Observaciones

Lo que se pudo observar en los experimentos en cuestión de los cloruros es que cada uno presento un color identificativo de los cloruros al exponerse a la flama, estos mismos empiezan a cambiar el color de la llama, ya que en parte los cloruros empiezan a evaporarse de lo cual están en el  estado gaseoso y al someterse a temperaturas elevadas producen espectros discontinuos. Al ver por el espectroscopio en cada uno de los cloruros se vieron los colores del arco iris pero en diferentes posiciones y cantidad en los que se aprecia un conjunto de líneas dispersas entre si. Los colores de las llamas que se presentaron en cada uno de los cloruros fueron estos:

• Cloruro de calcio: Amarillo anaranjado
• Cloruro de potasio: Violeta
• Cloruro de cobre: Verde
• Cloruro de estroncio:Rojo
• Cloruro de sodio:Amarillo
• Cloruro de magnesio: Azul

Ahora bien de igual manera en cuestión de los gases (Hidrógeno, Argón y Neón) sucede lo mismo que los cloruro solamente que estos ya están en su fase gaseosa solamente al someterlos a temperaturas altas que en este caso se acudió a la energía eléctrica para suministrar la temperatura ya que en si los gases estaban en lamparas. 

Análisis

Tanto los experimentos  de los cloruros y los gases en cuestión de espectros son totalmente diferentes ya que generan todos un espectro discontinuo ya que al tenerlos en altas temperaturas y en estado gaseoso presentan esto . Los cloruros al exponerlos a la llama como se pudo observar hubo un claro cambio de color dependiendo del cloruro, de lo cual paso algo similar con los gases solamente que estos estaban en lamparas de lo que significa que la momento de conectarlo al aparato hizo que generara un color característico de los gases por ejemplo el hidrógeno presento uno rosa, el argón uno morado y el neón uno rojo. Los espectros que presento cada uno en general tanto de cloruros y gases se podría decir que son similares en cuestión de los colores pero en si no ya que cada uno presento una variedad de lineas extensa o limitada de colores específicos.

Conclusión

El color  de la flama y de los espectros dependen de la sustancia que en este caso fueron 6 tipos de cloruros y 3 tipos de gases (A pesar que los gases fueron una aportación extra), que se estén colocando en una fuente de energía de alta temperatura y puede variar la cantidad de colores en la flama lo que igual depende del espectro que se vaya a dar como resultado, ademas de que en algunos casos son continuas o descontinuas. Pero en este caso todas fueron discontinuas ya que en general estas se presentaron en un estado gaseoso y en elevadas temperaturas.