Estudio de los espectros químicos a través del mechero de Bunsen en el laboratorio

INTRODUCCIÓN

A lo largo del transcurso de la historia muchos científicos se preguntaban por las diferentes radiaciones que emitían los elementos químicos, dichas radiaciones fueron conocidas o denominadas espectros químicos (espectros atómicos); que eran como la huella digital que identificaba a cada elemento. Por tal motivo con este informe damos a conocer la forma experimental adquirida en la primera práctica de laboratorio en las que hemos podido hacer uso del mechero bunsen y poder visualizar espectros de algunos elementos tales como: Ca, K, Na, Ba, Li, Sr.

OBJETIVOS

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

[pic 1]

2.- Explicar cualitativamente las características del espectro de emisión, que se produce  cuando algunas sustancias son expuestas a la llama del mechero de Bunsen.

[pic 2]

3.- Reconocer la presencia de determinados metales por el color que aparece al exponer compuesto que forman a la llama de un mechero de Bunsen.

FUNDAMENTO TEÓRICO

  ESPECTROS ATÓMICOS

 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. Los espectros pueden ser:

1. Espectros de emisión

Son aquellos que se obtienen al descomponer las radiaciones emitidas por un cuerpo previamente excitado; es decir se generan cuando el átomo transmite energía, ello se debe a que los electrones que se encuentran en niveles superiores de energía pasan a niveles inferiores. Este tipo de espectro se caracteriza por ser de fondo oscuro con líneas brillantes.

1.1. Espectros de emisión continuos

Se obtienen al pasar las radiaciones de cualquier solido incandescente por un prisma.

1. Espectros de emisión discontinuos

Se obtienen al pasar la luz de vapor o gas excitado.

1. Espectros de absorción

Son los espectros resultantes de intercalar una determinada sustancia entre una fuente de luz y un prisma. Se generan cuando el átomo absorbe energía, por ello los electrones que se encuentran en los niveles inferiores de energía pasan a niveles superiores. Este tipo de espectro se caracteriza por ser de fondo claro o brillante con líneas oscuras.

2.1.  Espectros de absorción continuos

Se obtienen al intercalar el sólido entre el foco de radiación y el prisma.

1. Espectros de absorción discontinuos

Se producen al intercalar vapor o gas entre la fuente de radiación y el prisma.

[pic 3]

LA LLAMA

Las llamas se originan en reacciones exotérmicas de combustión y están constituidas por mezclas de gases incandescentes.

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

La combustión puede ser completa o incompleta.

• La combustión completa se desarrolla con la cantidad suficiente de oxígeno. Produce agua y dióxido de carbono, una llama azul poco luminosa (llama no luminosa) y de gran poder calorífico.

Ejemplo:

        C3H8(g) + 5O2(g)         3CO2(g) + 4H2O + calor + luz[pic 4]

• La combustión incompleta se desarrolla con poca cantidad de oxígeno. Produce monóxido de carbono, agua y otros productos intermedios; genera, también, una llama anaranjada que es altamente luminosa (llama luminosa) y de bajo poder calorífico.

Ejemplo:

C3H8(g) + 3O2(g)         2CO(g) + C(g) + 4H2O + calor + luz[pic 5]

Para controlar las llamas se utiliza el mechero de laboratorio (mechero bunsen).

[pic 6]

INSTRUMENTOS UTILIZADOS EN LA REALIZACIÓN DEL  LABORATORIO Nº 01

MECHERO DE BUNSEN        GRADILLA Y TUBOS DE ENSAYO[pic 7]

[pic 8]

[pic 9]

VIDRIO DE RELOJ                VASO DE PRECIPITADO Y AGITADOR

[pic 10][pic 11]

AGUA DESTILADA                ESCOBILLA PARA TUBOS DE ENSAYO

[pic 12][pic 13][pic 14]

[pic 15]

DISEÑO DEL PROCESO GRÁFICO[pic 16]

1º Instalando el equipo de laboratorio (montaje del equipo):

[pic 17]

                                                [pic 18][pic 19][pic 20][pic 21][pic 22]

[pic 23][pic 24]

[pic 25][pic 26]

[pic 27][pic 28][pic 29][pic 30][pic 31][pic 32]

[pic 33]

[pic 34][pic 35]

[pic 36][pic 37][pic 38]

DESARROLLO EXPERIMENTAL

EXPERIMENTO N° 1. MANEJO DEL MECHERO BUNSEN[pic 39]

Materiales:

1. Mechero Bunsen

Consta de un tubo, llamado cañón, a cuya base llega la entrada de a través de un pequeño orificio En esta zona existen unas aberturas, regulables mediante un anillo que permiten la entrada del aire al cañón. La expansión del gas a través del pequeño orificio succiona al 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.

      2. Una cápsula de porcelana

      3. Pinzas

PROCEDIMIENTO:

 Para encender el mechero Bunsen se tiene que seguir el siguiente procedimiento:

• Cerrar totalmente la entrada de aire, abrir ligeramente la entrada de gas y acercar lateralmente un cerillo.
• Regular la entrada de gas hasta alcanzar la altura deseada.
• Abrir la entrada de aire para regular el tipo de llama (luminosa o no luminosa)

Después de realizar los pasos anteriores notamos que, dependiendo de la abertura de la válvula de aire se obtiene diferentes tipos de llama:[pic 40]

[pic 41]

Una vez encendido el mechero bunsen, colocamos la cápsula de porcelana en la parte superior de la llama; sosteniéndola con las pinzas y observamos lo que sucede cuando la llama del mechero es luminosa y cuando no lo es.

OBSERVACIONES DEL EXPERIMENTO

Cuando la llama es:

Luminosa, en la parte inferior de la porcelana se observa un ennegrecimiento producido por el depósito de carbón; lo que indica que la combustión es incompleta.

No luminosa, en la parte inferior de la porcelana se observa el depósito de pequeñas gotitas de agua, lo que indica la combustión completa del gas a dióxido de carbono y agua.[pic 42]

CONCLUSIONES:

Hacer uso del mechero bunsen nos ayuda a identificar las diversas zonas de la llama, además de apreciar si la llama producida es por una combustión completa (poca luminosa), o por una combustión incompleta (luminosa).

EXPERIMENTO N° 2. RECONOCIMIENTO DE LOS COLORES DE LAS MUESTRAS DE ELEMENTOS PROPUESTOS POR EL DOCENTE DEL CURSO.

1. Materiales:

• Mechero de Bunsen
• Alambre de nicrón
• Tubos de ensayos

1. Reactivos

• HCl (6 N) concentrado.

• Muestras de Ca, K, Na, Ba, Li, Sr, puestas cada muestra de elemento en tubos de ensayos individualmente.

1. Procedimiento

• Encender el mechero bunsen de tal forma que desarrolle una combustión completa.
• Limpiar el alambre de nicrón utilizando  para ello el HCl y el mechero hasta que el alambre pierda su coloración amarilla.
• Introducir el alambre de nicrón a la  muestra, luego acercarla al cañón del mechero  para observar el color que desprende.
• Anotar los resultados en una tabla y deducir el color del elemento.

1. Resultados

EXPERIMENTO N°3. RECONOCIMIENTO DEL ELEMENTO DE UNA MUESTRA SIN NOMBRE PROPUESTA POR EL DOCENTE DEL CURSO POR MEDIO DEL COLOR QUE EMITE.

1. Materiales:

• Mechero de Bunsen
• Alambre de nicrón
• Tubo de ensayo

1. Reactivos

• HCl (6 N) concentrado.

• Muestra de un compuesto sin nombre puesta en un tubo de ensayo.

1.  Procedimiento

• Encender el mechero bunsen.
• Limpiar el alambre de nicrón utilizando  para ello el HCl y el mechero hasta que el alambre pierda su coloración amarilla.
• Introducir el alambre de nicrón a la  muestra, luego acercarla al cañón del mechero  para observar el color que desprende.
• Anotar los resultados en una tabla y deducir el elemento.

...