PRUEBAS A LA FLAMA
El ensayo a la llama es un
método de laboratorio bien establecido para identificar la presencia de un
elemento químico determinado en una muestra. Primero se ajusta la llama de un
mechero Bunsen hasta que sea incolora, es decir, utilizaremos una llama de combustión
completa, pero en algunos casos también es necesaria la llama de una combustión
incompleta, después se coloca una pequeña cantidad de la sustancia que se desea
analizar en la punta de una varilla limpia, y se introduce la varilla en la
llama. Los elementos mostrados dan un color característico a la llama, algunos
ejemplos se mostrarán más adelante.
En el ensayo
de coloración a la llama ésta actúa como fuente energética. De esta
forma, la energía de la llama posibilita la excitación
energética de algunos átomos (en estado normal se hallan en estado
fundamental). Cuando estos átomos
excitados regresan al estado fundamental emiten radiación de
longitudes de onda características para cada elemento. Esta energía emitida por
los elementos, en este caso en la región visible del espectro electromagnético,
es lo que se conoce como espectro
de emisión, y es la base no sólo para los ensayos cualitativos a la
llama, sino también para técnicas de análisis cuantitativo como la
espectroscopia atómica de emisión.
En palabras mas resumidas el
espectro de emisión es originado por radiaciones emitidas
de cuerpos incandescentes.
Ejemplos:
Espectro de emisión
del Sodio
Espectro de emisión
del Hidrógeno.
El espectro de emisión es
característico de cada elemento, sirve para identificar cada uno de los
elementos de la tabla periódica, por simple visualización y análisis de la
posición de las líneas de absorción o emisión en su espectro.
La longitud de onda de la radiación emitida dependerá,
concretamente, de la diferencia de energía entre los estados excitado y
fundamental según la fórmula de
Planck E
= h·v, para las transiciones
electrónicas donde
·
E = es la
energía de la transición,
·
h= la
constante de Planck
·
v =la
frecuencia
v
Ejemplos
de colores emitidos por los elementos expuestos a la flama
Ø
Carmín: litio.
Color muy persistente y fácil de observar. Aun así, se puede observar a través
de un vidrio azul, en cuyo caso se ve violeta, y a través de un vidrio verde,
que deja de observarse el color.
Ø
Anaranjada o rojo ladrillo: calcio. Se trata de un color fugaz (por volatilidad), fácil de
confundir con el estroncio. Si se observa a través de un vidrio azul se ve de
color verde.
Ø
Escarlata: estroncio.
Es un color fugaz y, como hemos dicho, por esto mismo resulta fácil confundirlo
con el calcio, más por su fugacidad que por semejantes en la tonalidad. Como
ejemplo de este mismo, el estroncio suele ser el responsable del color rojo en
los fuegos artificiales.
Ø
Amarillo: sodio.
Se trata de un color intenso y reconocible. El color es invisible a través de
un vidrio azul de cobalto, por lo que se usa para evitar que el sodio actúe
como interferente en el ensayo de otros elementos, como por ejemplo el potasio.
Ø
Violeta pálido: potasio.
Es un color difícil de observar, además de que el sodio suele interferir. Por
este motivo se suele observar a través de un vidrio azul de cobalto, para que
el sodio no interfiera, en cuyo caso se observar un violeta púrpura.
Ø
Verde pajizo: bario.
Es difícil de excitar (transición electrónica energética) por lo que requiere
una llama con bastante potencia. Si la llama no es adecuada no se podrá
observar.
Ø
Verde puro: talio (en
llama reductora) y teluro (en
llama oxidante). El talio sólo se podrá observar al excitar en la base de la
llama y es muy fugaz porque forma sales bastante volátiles.
Ø
Verde pálido: vanadio y molibdeno.
Ø
Verde esmeralda: sales
de cobre, excepto los halógenos.
Ø
Azul verdoso: haluros
de cobre.
Ø
Azul pálido: plomo,
bismuto, astato, antimonio y teluro si se ensaya en llama
reductora; y además el teluro en llama oxidante da color verde.
Ø
Azul violáceo: sales de iridio y cloruro de estaño.
Ø
Violeta débil y azulado: sales de rubidio y de cesio.
Ø
Violeta intenso (morado): cianuros y cloruros de mercurio, como el
HgCl2 y el Hg2 Cl2.
v Espectro
de emisión en nuestra vida:
Un ejemplo de ello es la luz solar, o la emitida por un arco eléctrico, parecen
blancas, pero un examen más detenido de esta luz blanca revelará que, en
realidad, se compone de una mezcla de rayos de diferentes colores. A veces, en
días de sol radiante, es posible ver un espectro de luces de diferentes colores
sobre la pared opuesta a una ventana.
Referencias
Alicante, U. d. (s.f.). Universidad de Alicante.
Recuperado el 26 de septiembre de 2017, de
https://dqino.ua.es/es/laboratorio-virtual/ensayos-a-la-llama.html
Lopez, j. (2014). Recuperado
el 26 de septiembre de 2017, de
https://www.taringa.net/posts/ciencia-educacion/18012480/Espectro-de-Emision-y-Absorcion-de-los-Elementos.html
Palacios, J. (6 de
octubre de 2012). Recuperado el 26 de septiembre de 2017, de
http://jazminpalaciosg108.blogspot.mx/2011/10/tipos-de-espectro-y-ejemplos.html
Pellino, C. (2014). historiaybiografia.
Recuperado el 26 de septiembre de 2017, de
https://historiaybiografias.com/espectro_luz/
quimitube.com. (2013). Recuperado el
26 de septirmbre de 2017, de http://www.quimitube.com/ensayos-de-coloracion-a-la-llama-para-los-elementos-quimicos
Equipo 2
Andrea Díaz Paniagua
Ximena López Ruíz
Benjamín de Jesús Rodríguez Sámano
Pablo Alexis Ortiz Malagón
Saulo Damián Estrada
María del Carmen Marcial Alva
Maribel Rosas Caballero
Química de los Fuegos Artificiales.
ResponderEliminarLa creación de fuegos artificiales es una tarea difícil, y requiere de la combinación de arte y ciencia (en particular química y física). Excluyendo los propulsores o los efectos especiales, la formación de las “estrellas” (puntos brillantes en los fuegos)
generalmente requieren de un generador de oxígeno, un comburente, un pegamento o liga (para mantener todo en su lugar) y el generador del color. La producción del color se logra por uno de dos mecanismos: incandescencia o luminiscencia.
Incandescencia
Incandescencia es la luz producida a partir del calor. La temperatura hace que una sustancia se caliente y brille, emitiendo inicialmente luz infrarroja, después roja, naranja, amarilla y por último blanca en la medida en que se calienta mas y más. Cuando en los fuegos artificiales se controla la temperatura, el brillo de los componentes, como el carbón, se pueden ajustar al color (temperatura) deseado a un tiempo predeterminado. Algunos metales como el aluminio, el magnesio y el titanio, se queman produciendo una luz muy intensa y son útiles para elevar la temperatura de los cohetes.
Luminiscencia
Luminiscencia es luz producida usando Fuentes de energía diferentes al calor. Se suele decir que la luminiscencia es “luz fría”, dado que puede ocurrir a bajas temperaturas, aún a temperatura ambiente o mas bajas. Para producir luminiscencia, la energía es absorbida por los electrones de átomos o moléculas volviéndolos especies excitadas, pero inestables; cuando el electrón retorna a su estado de menor energía, el exceso de energía se libera en forma de fotones (luz). La energía del fotón determina su longitud de onda y por ende su color.
Algunas sales empleadas para producir algunos colores son inestables, por ejemplo el cloruro de barrio (verde) es instable a temperatura ambiente, de manera que el bario se debe combinar con substancias mas estables que contengan cloro (parafinas o gomas cloradas). En este caso durante la combustión se libera cloro que en la explosión se combina con el bario y produce el color verde. El cloruro cúprico (azul) es inestable a altas temperaturas de manera que la explosión no debe operar a temperaturas altas, sin embargo debe ser lo suficientemente intenso para poder observar el color.
Calidad
Colores puros requieren de ingredientes puros. Por ejemplo la presencia de sodio (amarillo-naranja) aún en cantidades muy pequeñas (trazas) es suficiente para opacar o alterar los otros colores. De manera que se requiere de preparar una formulación adecuada en la que un exceso de humo o la presencia de impurezas no enmascaren los otros colores. Con los fuegos artificiales así como con otras cosas, la relación costo- calidad es prioritaria. Sin embargo la habilidad del artesano (o la falta de ella) así como la fecha en que los cohetones fueron fabricados son los factores principales en el efecto final que se logre.
Referencias: (UNAM,Sf) Química de los Fuegos Artificiales. Recuperado el 30 de septiembre de 2017 de http://depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/QANALCUALITATIVA_1279.pdf
Felicito al equipo por el buen trabajo en la coherencia y secuencia que se encuentra en el blog ya que me fue muy fácil entender el tema de una manera clara y precisa.
Ademas la estructura del blog con respecto al orden de imágenes y teoría esta muy bien estructurado.
Les dejo referenciado el como se logra la producción de calor y el ejemplo de los fuegos artificiales, que considero necesario para complementar un poco mas su información.
(Mundodescargas.com, 2016) menciona que algunos elementos como los metales alcalinos y alcalinotérreos al proporcionarles cierto tipo de energía (en
ResponderEliminareste caso calorífica) una parte de ésta la absorben y la ceden como energía luminosa dando coloraciones
diferentes que en el caso del espectro electromagnético comprendido en el rango visible (longitud de onda de
400 − 700 nm) van de violeta a rojo.
La temperatura del mechero Bunsen en algunos casos es suficiente para vaporizar algunos elementos. Esto
provoca cambios en los niveles energéticos del átomo, la flama excita a los electrones de las capas exteriores
del átomo mandándolos a niveles superiores de energía, al regresar a su nivel normal, la energía absorbida se
desprende en forma de ondas electromagnéticas de mayor longitud de onda y cuya frecuencia es proporcional
a las diferencias de energía entre la constante de Planck, es decir:
La longitud de onda se relaciona con la frecuencia de la sig. manera:
Donde:
E0= contenido de energía del átomo en su estado fundamental.
E1= contenido de energía del átomo en su estado excitado
h= constante de Planck 6.625x10−27 erg*seg
= frecuencia en ciclos/seg
c= velocidad de la luz 3x1010 cm/seg
= longitud de onda en nanómetros (nm)
Si el valor de está dentro del rango del espectro visible se producirá un color en el ensaye a la flama, por esta razón cada elemento al ser excitado produce un espectro único, característico y diferente al de cualquier
otro elemento. Su estudio cae dentro del campo de la espectroscopia.
Bibliografia: Mundodescargas.com, (2016) Energia Luminosa y flamas. Septiembre 31, 2017 http://www.mundodescargas.com/apuntes-trabajos/fisica_t/decargar_energia-calorifica.pdf
Flama neutra: Esta la obtenemos por medio de la mezcla de volumenes iguales de oxigeno y acetileno se le conoce como destructorade oxidos metalicos, esta llama se utiliza para soldar aceros al carbono y cobre.
ResponderEliminarFlama reductora: Se genera cuando hay exceso de acetileno, partiendo de la llama de acetileno puro, al aumentarse el procentaje de oxigeno se hace visible una zona brillante, dardo, seguido de un penacho de acetileno de color verde palido, que desaparece al igualarse las proporciones. Esta se utiliza para soldar hierro fundido, aluminio, plomo y soldaduras de recubrimientos duros.
Flama oxidante: Hay un exceso de oxigeno que tienede a estrechar la llama a la salida de la boquilla. Esta llama se utiliza para soldar bronce y laton.
(LOCANEZ,2012)
http://losproximossoldadores.blogspot.mx/2009/09/tipos-de-F
lamas.html
Me pareció muy interesante el apartado y fracción del comienzo en el que dice que el proceso de pruebas a la flama sirve en muchos aspectos para la determinación de alguna presencia de materia química en alguna muestra; por otro lado con ello se garantiza el tipo de enlaces entre los átomos y su excitabilidad en cuanto al color de la flama; en el cual en este equipo fue detallado muy bien, usando buena fundamentación gráfica de apoyo y además la bastante buena organización estructural para la comprensión satisfactoria de lo que se quiere detallar.
ResponderEliminarMuy buen equipo.