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PRÁCTICA N°0 4
COLORIMETRÍA LA LLAMA
1. OBJETIVOS:
● Observar e identificar los espectros en la región visible de diferentes sustancias químicas.
● Determinar longitud de onda de una sustancia.
● Determinar las clases y diferentes zonas de la llama
2. FUNDAMENTO TEÓRICO:
Es una técnica que consiste en utilizar el sentido de la vista para comparar los brillos de las
muestras que deseamos estudiar. Las técnicas colorimétricas se basan en la medida de la
absorción de radiación en la zona visible por sustancias coloreadas. A veces, la muestra que
deseamos determinar no posee color por sí misma; en tal caso, hay que desarrollar un color
usando reactivos que den lugar a sustancias coloreadas con la muestra que interesa estudiar.
Se conoce como luz a la energía radiante capaz de afectar la retina y, como las demás,
consiste en vibraciones electromagnéticas transversales cuya longitud de onda varía entre
400 – 800 nm (zona visible del espectro electromagnético) y resulta una parte pequeña de la
gran extensión que abarca las longitudes de onda de los tipos de radiaciones conocidas.
En este experimento el estudiante observará los colores característicos que proporcionan
algunos elementos a la llama. Se utilizan diversos compuestos para demostrar que el color
proviene del mismo elemento común y no del compuesto particular. Todos los elementos
mostrarán un espectro cuando se calientan a una llama suficientemente potente y utilizando
el espectrofotómetro (Espectro Vis plus) nos permitirá un análisis más profundo ya que
estudia el color como onda electromagnética visible.
A) EN LA NATURALEZA EXISTEN SUSTANCIAS COLOREADAS E INCOLORAS.
a) Las coloreadas : Son aquellas sustancias que absorben parte de las radiaciones de esta
zona del espectro visible transmitiendo y/o reflejando las restantes, ya sean transparentes
u opacas.
b) Las incoloras : No absorben radiaciones del espectro visible. En esta práctica el material
fundamental es el mechero.
Que solo algunos colores aparezcan en las emisiones atómicas de los elementos implica
que solo se emitan determinadas frecuencias de luz. Cada una de estas frecuencias está
relacionada con la energía de la fórmula:
Dónde:
E: energía que emite el fotón
h: constante de Planck (6,63 x 10-34 J. s)
f o v : es la frecuencia
La frecuencia f es igual a:
Dónde:
C: velocidad de la luz = 3,0x
8
m/s
λ: longitud de onda (m, cm, nm, etc.)
Por lo tanto:
c) Origen de los colores de la llama
● 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
Figura 1. Ecuación de energía de un fotón
f =
Figura 2. Equivalencia de frecuencia en un fotón
Figura 3. Ecuación de energía de un fotón
h = Constante de Planck
c = Velocidad de la Luz
λ = Longitud de Onda de la Luz Emitida
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. Como los elementos tienen diferente carga nuclear, diferente tamaño y número
de electrones, es razonable concluir que cada elemento se caracteriza por un espectro
atómico, diferente al de cualquier 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.
d) Espectro visible por el ojo humano
e) Espectro de emisión
Para que una sustancia emita radiación debe someterse a excitaciones adecuadas:
temperaturas elevadas, descargas eléctricas o absorción de otras radiaciones
electromagnéticas. Elevando la temperatura de un cuerpo, éste emite radiaciones cuya
longitud de onda va disminuyendo al aumentar la temperatura. Si un sólido o un líquido
se calienta hasta la incandescencia, emite un espectro continuo, es decir, un espectro
que contiene radiaciones con todas las longitudes de onda comprendidas entre dos
límites extremos.
Figura 4. Espectro de región visible
f) Espectro de algunos elementos
Algunos elementos son fáciles de distinguir por los colores que dan sus compuestos al
calentarlos a la llama, pero muchos elementos no son tan fáciles de identificar. En
algunos casos se necesita un método de separación de los colores mezclados para poder
detectar pequeñas diferencias de color que el ojo no puede observar. El primer paso es
dispersar los diversos colores de la luz de un modo similar a la formación del arco iris.
Esta dispersión de colores se denomina “espectro” por ejemplo: el arco iris que es el
espectro de la luz del sol producido por gotas de agua procedentes de la lluvia, el espectro
producido por una delgada película de aceite en agua o un prisma de vidrio. Para producir
fácilmente un buen espectro de luz de una lámpara incandescente basta observar la
lámpara a través de la superficie de un disco de fonógrafo. Este tiene en su superficie
ranuras espaciadas regularmente que producen el espectro del arco iris. Para poder
realizar observaciones más exactas del espectro se puede utilizar el espectroscopio.
B) EL MECHERO
El mechero es un instrumento de laboratorio de gran utilidad. Se diseñó para obtener una
llama que proporcione máximo calor y no produzca depósitos de hollín al calentar los
objetos.
La llama del mechero es producida por la reacción química de dos gases: Un gas
combustible (gas natural, propano y butano) y un gas comburente (oxígeno, proporcionado
por el aire). El gas que penetra en el mechero pasa a través de una boquilla cercana a la
base del tubo de mezcla gas-aire; este gas se mezcla con el aire y en conjunto arde en la
parte superior del mechero. La reacción química que ocurre, en el caso de que el
combustible sea el propano (C 3
H
8
) y que la combustión sea completa, es la siguiente:
C
3
H
8(g)
+ 5 O
2(g)
------ > 3 CO
2(g
) + 4 H
2
O
(g)
Las tres partes de la llama son:
i) Zona de oxidación u oxidante: Abundancia de oxígeno
ii) Zona de reducción o reductora: Es la llama central donde se produce las reacciones
iniciales para la combustión.
iii) Zona fría: Parte inferior de la llama constituida por una serie de gases sin quemar.
mantenerse constante, entonces la transmitancia de la muestra puede registrarse
directamente como la salida del haz de esta.
3. PALABRAS CLAVE
Colorimetría, Espectro, Oxidante, Reductora.
4. MATERIALES E INSTRUMENTOS:
MATERIALES Y EQUIPOS
● 1 gradilla
● 1 piseta con agua destilada
● 1 alambre de níquel cromo
● 1 tubo de ensayo
● 1 mechero bunsen
● 1 encendedor
● 1 rollo de papel toalla
● Spectro Vis plus Vernier
REACTIVOS:
● Sulfato Cúprico
● Cloruro de Bario
● Cloruro de Estroncio
● Cloruro de Litio
● Cloruro de Sodio
● Cloruro de estaño
● Cloruro de potasio
● Propano
● Alcohol
5. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
a) Experimento N°1: Coloración
- Utilizar el alambre de nicromo de unos 5 cm de largo, fijado en el extremo de una base que
sirve como soporte.
- Limpiar bien el alambre con agua y papel toalla.
- Sumergir la punta del alambre en agua y tomar pequeñas cantidades de muestra.
- Llevar la muestra tomada a la base de la llama y observar la coloración que le transmite la
llama.
- Hacer este procedimiento para cada reactivo y anotar observaciones.
b) Experimento Nº2: Determinación de Longitud de onda
CALIBRACIÓN (No requiere si medimos fluorescencia o intensidad)
- Para calibrar el Espectro Plus Vis, seleccionar calibrar espectrofotómetro, del menú
“Experimento”.
- Llenar la celda aproximadamente ¾ con agua destilada y colocarla en la ranura del equipo.
- Continúe con las instrucciones de la ventana de diálogo para completar la calibración y
luego clic en
Nota: Para obtener los mejores resultados, deje que el espectrofotómetro se caliente un
mínimo de cinco minutos (tiempo opcional según el equipo).
Colección de datos
▪ Llenar la celda con las ¾ partes de una solución de sulfato Cúprico 0.1 M. Colocar la
muestra en la ranura de la cubeta del Spectro Vis Plus.
▪ Clic en para generar un espectro. Clic en para finalizar la
colección.
OK
Colecte
Stop
7. CUESTIONARIO
¿Cuál es el origen de los colores de la llama? Explique
¿Cuál de los compuestos utilizados en la práctica emite una mayor longitud de onda y una
menor longitud de onda?
¿Qué es el espectro de emisión y cómo se produce?
¿Qué otras técnicas colorimétricas existen para medir la absorción de radiación en la zona
visible por sustancias coloreadas?
8. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
● Durts H.D.& Goket G.W. 2021.Química Orgánica Experimental. Editorial Reverté S. A.
España.
● Fernández Ferrer, Julián. 1992. Iniciación a la física tomo II. Editorial Reverté S. A. España.
● Aguilar Peris, José. 1978.IPS Curso de Introducción a las ciencias Física Guía del Profesor.
Editorial Reverté S. A. España.
● Aguilar Peris, José. 1974.Curso de Introducción a las ciencias Física Editorial Reverté S. A.
España
● Colorimetría a la llama. http://www.frlp.utn.edu.ar/materias/qcasis/ensayosalallama.pdf
