Espectrometria

SiUNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA

“ANTONIO JOSÉ DE SUCRE”

VICE-RECTORADO PUERTO ORDAZ

DEPARTAMENTO DE ESTUDIOS GENERALES

SECCIÓN DE QUÍMICA

CÁTEDRA: LABORATORIO DE QUÍMICA I

DOCENTE: ALUMNOS:

ING. ALEXIS BOCARRUIDO DANIEL RODRIGUEZ C.I. 26158467

JOSE RUSSIAN C.I. 24578695

JORGE SUEGART C.I. 25755934

PEDRO BONILLO C.I. 25324641

CIUDAD GUAYANA, ENERO DEL 2014 

OBJETIVOS

Observar espectros de emisión y absorción, tanto continuos como de línea.

Determinar la longitud de onda y la frecuencia de la línea “D” del sodio, calibrando el espectroscopio con elementos de espectros conocidos.

Determinar el color que imparten a la llama de soluciones de distintas sales y observarlo a través del espectroscopio (Opcional).

FUNDAMENTO TEÓRICO

Espectroscopia: La espectroscopia es una técnica instrumental ampliamente utilizada por los físicos y químicos para poder determinar la composición cualitativa y cuantitativa de una muestra, mediante la utilización de patrones o espectros conocidos de otras muestras.

Espectro: Consiste en la distribución de la energía radiante emitida o absorbida por un objeto, en función de las diferentes longitudes de onda.

Se producen cuando un haz de luz compuesto por radiaciones de diferentes longitudes de onda pasa a través de un medio dispersante, el cual puede ser una red de difracción o un prisma. En el primer caso, la separación de las radiaciones de diferentes longitudes de onda, se debe al fenómeno de difracción, mientras que en el segundo se debe al fenómeno de refracción.

Espectroscopio: Un espectroscopio es un instrumento destinado a separar las diferentes componentes de un espectro óptico. Está constituido por una rendija situada en el plano focal de un colimador un prisma o una red de difracción y un anteojo para observar el haz dispersado.

Un espectroscopio permite averiguar cuáles son los elementos emisores de luz, al separarla en sus colores componentes y presentar un espectro (como una arco iris).

Cada elemento produce colores diferentes. En el espectroscopio estas líneas de colores delatan los elementos en la fuente.

En el espectroscopio del tipo Bunsen-Kirchoff, su elemento dispersante es un prisma encerrado en una caja cilíndrica con el fin de evitar la iluminación externa. Destapando la caja del prima se puede observar que este se encuentra colocado de tal manera que se produzca la refracción de la luz que incide por el colimador. La refractada es enfocada en el objetivo del telescopio.

Simultáneamente un escala es reflejada por una cara del prisma sobre el telescopio, superponiéndose con las líneas obtenidas por refracción. Girando el prisma se logra el desplazamiento relativo de la escala y el espectro.

Un espectrómetro o espectroscopio, equipo para producir espectros, consta de:

Fuente de radiación electromagnética, (luz) para producir las longitudes de ondas adecuadas.

Colimador, Sistema óptico de lentes que permite enfocar la radiación incidente.

Rendija rectangular de entrada

Dispositivo dispersante. (Prisma).

Pantalla un objetivo para observar el espectro.

Escala con líneas de referencia.

Tipos de espectro:

Espectros de emisión: Son aquellos que se producen cuando un haz de luz emitida por una muestra, cuyos átomos están excitados, se hace pasar por un medio que la dispersa, estos pueden ser:

Continuos: Producidos por el calentamiento de cuerpos oscuros (por ejemplo: metales). Tal como la luz blanca producida por el filamento incandescente del bombillo de una lámpara de tungsteno.

De línea: Estos son producidos por los elementos químicos y se pueden observar enfocando la lámpara de un elemento químico al espectroscopio o hacia la llama de un mechero en el cual se introduzca algún elemento.

De banda: Son producidas por moléculas o combinaciones de varios átomos que se excitan eléctricamente o por efecto del calor.

Espectros de absorción: Se producen cuando se interpone entre el medio colimador y el sistema dispersante una substancia que absorbe parte de un espectro de emisión generalmente continuo. Los espectros de absorción pueden ser continuos, de líneas o de bandas.

Origen de los espectros: En el origen de los espectros se cumple con los siguientes principios:

Los átomos de los elementos diferentes producen espectros diferentes, característicos de cada átomo.

Los electrones dentro de los átomos están restringidos a solo ciertos valores de energía.

En los átomos no excitados (estado fundamental) , los electrones ocupan los niveles de más baja energía.

La energía de un electrón puede cambiar solo a ciertos niveles discretos.

El electrón absorbe cierta cantidad de energía con cada salto a un nivel superior, y la emite cuando baja a un nivel inferior.

La cantidad de energía en cada cambio es igual a la diferencia de los niveles discretos de energía involucrados

(∆E=E2-E1).

Fórmulas

Ea . λNa = λNa.exp – λNa.

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