Espectro de emisión
La espectrometría de emisión es una técnica espectroscópica que analiza las longitudes de onda de los fotones emitidos por los átomos o moléculas durante su transición desde un estado excitado a un estado de inferior energía. Cada elemento emite un conjunto característico de longitudes de onda discretas en función de su estructura electrónica. Mediante la observación de estas longitudes de onda puede determinarse la composición elemental de la muestra.
Hay muchas maneras en que los átomos pueden ser llevados a un estado excitado. El método más simple es calentar la muestra a una temperatura alta, produciéndose las excitaciones debido a las colisiones entre átomos de la muestra.
El origen de los colores
El color tiene su origen en la luz natural, que al descomponerse nos ofrece lo que conocemos como "el círculo de colores", que en otras palabras es el "arcoiris" compuesto por los colores rojo, naranja, amarillo, verde, azul y violeta.Es algo así como una sensación que se produce en respuesta a la estimulación del ojo y de sus mecanismos nerviosos, por la energía luminosa de ciertas longitudes de onda.
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 unos 750 nanómetros (milmillonésimas de metro).
La luz con longitud de onda de 750
nanómetros se percibe como roja, y la luz con la longitud de onda de 350 nanómetros se percibe
como violeta. Las luces de longitudes de onda intermedias se perciben como azul, verde, amarilla o
anaranjada.
Todos los objetos tienen la propiedad de absorber y reflejar o emitir ciertas radiaciones
electromagnéticas. La mayoría de los colores que experimentamos normalmente son mezclas de
longitudes de onda y reflejan o emiten las demás; estas longitudes de onda reflejadas o emitidas son
las que producen sensación de color.
Los distintos colores de luz tienen en común el ser radiaciones electromagnéticas que se desplazan
con la misma velocidad, aproximadamente, 300.000 kilómetros por segundo (velocidad de la luz). Se
diferencian en su frecuencia y longitud de onda:
Frecuencia = Velocidad de la Luz/Longitud de onda, o lo que es lo mismo v = c / λ
Origen de los colores en la llama del mechero
Los átomos y los iones están constituidos en su interior, por una parte central muy densa, cargada
positivamente, denominada núcleo y por partículas negativas llamadas electrones, los cuales rodean
al núcleo a distancias relativamente grandes. De acuerdo a la teoría cuántica, estos electrones
ocupan un cierto número de niveles de energía discreta.1 Resulta evidente, por lo tanto, creer que la
transición de un electrón de un nivel a otro debe venir acompañada por la emisión o absorción de
una cantidad de energía discreta, cuya magnitud dependerá de la energía de cada uno de los
niveles entre los cuales ocurre la transición y, consecuentemente, de la carga nuclear y del número
de electrones involucrados.
Un espectro atómico está compuesto por una o más longitudes de onda. Debido a que los elementos
tienen diferente carga nuclear, diferente tamaño y diferente número de electrones, es razonable
concluir que cada elemento está caracterizado por un espectro atómico, el cual es diferente al de
cualquier otro 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.
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| Distintos colores de flama |
Pruebas a la flama
Los vapores de ciertos elementos imparten un color característico a la llama. Esta propiedad es
usada en la identificación de varios elementos metálicos como sodio, calcio, etc.. La coloración en la
llama es causada por un cambio en los niveles de energía de algunos electrones de los átomos de
los elementos. Para un elemento particular la coloración de la llama es siempre la misma,
independientemente de si el elemento se encuentra en estado libre o combinado con otros.
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| Color de la flama dependiendo el elemento |
ELEMENTO COLOR DE LA LLAMA INTENSIDAD
Ba Verde Claro Baja
Ca Rojo- Anaranjado Media
Cu Azul verde - intenso Media
Cr Amarillo Media
Cs Rojo Claro Media
In Violeta - Rosado Media
K Violeta Alta
Li Rojo - Intenso Alta
Na Amarillo Muy Alta
Pb Azul Gris Claro Escasa
Sr Rojo Media
Pruebas a la llama en mezclas
En una mezcla cada elemento exhibe a la llama su propia coloración, independientemente de los
demás componentes. Por lo tanto, el color a la llama para una mezcla de elementos estará
compuesto por todos los colores de sus componentes. Ciertos colores sin embargo, son más
intensos y más brillantes, enmascarando a aquellos de menor intensidad. El color amarillo del sodio,
por ejemplo, opacará parcialmente a todos los demás. Por esto un ensayo a la llama ordinario no
resulta de mucha utilidad en la identificación de las mezclas. En estos casos es recomendable usar
filtros de color, o un espectroscopio. Usualmente, la interferencia del sodio, en una mezcla donde
los componentes sean sales de sodio y potasio, puede ser eliminada por medio de un vidrio azul de
cobalto, el cual absorbe la luz amarilla pero transmite la luz violeta del potasio. Por medio de ese
filtro es posible detectar la llama violeta del potasio aún en presencia del sodio.
Pirotecnia
La pirotecnia es un producto diseñado para generar fogonazos, humo, estruendos y otros fenómenos. El término también se emplea para nombrar a la técnica que permite crear estos productos y a la fábrica destinada a su elaboración.
El objetivo de la pirotecnia es que, al encenderse, produzca una reacción controlada de tipo explosivo que genere un resultado atractivo. La pirotecnia, que puede conocerse como fuegos artificiales, se utiliza en festivales, festejos y eventos de distintas clases. La intención es que la gente levante su vista al cielo y observe cómo se producen estallidos con luces de colores, chispazos, etc.
Detrás de estos increíbles efectos se encuentran esencialmente dos fenómenos: la incandescencia y la luminiscencia. En el primero, el responsable de la aparición del color es esencialmente la energía calorífica; el calor elevado provoca que una sustancia emita radiación en la región infrarroja del espectro, para después emitir radiación roja, naranja, amarilla y, finalmente, blanca si el calor suministrado es suficiente, es decir, que el color que se obtenga dependerá de la temperatura y, si ésta puede controlarse en el fuego artificial se podrá lograr el efecto deseado. Esta emisión luminosa no está constituida por longitudes de onda precisas, sino que es un espectro continuo. En cambio, tras el segundo fenómeno, la luminiscencia, se hallan esencialmente los espectros atómicos, es decir, el hecho de que cada elemento absorbe y emite energía (tras ser excitado) a distintas longitudes de onda. Si estas longitudes de onda están dentro de la región del visible, las llamamos “colores”. Lo que observamos en el caso de la luminiscencia, por tanto, es el espectro de emisión de una sustancia (concretamente de un metal, libre o combinado), y dicho espectro no es un continuo como en el caso de la incandescencia, sino que se trata de líneas discretas.
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| Tabla descriptiva de los colores según los elementos usados |
Bibliografía
1.- Pruebas a la flama:
Sin Nombre. (SF). Ensayos a la Llama. 1 de Octubre del 2017, de Cienc UCV Sitio web: http://www.ciens.ucv.ve/eqsol/LabMovil/Recursos/ensayosalallama.pdf
2.-Espectro de emisión:
Guillermo Pérez. (SF). Espectrometría de emisión. 1 de Octubre del 2017, de Espectometria.com Sitio web: https://www.espectrometria.com/espectrometra_de_emisin
3.-Origen de los colores:
Virgilio de la Vega. (2011). El poder del color. El origen del color. 1 de Octubre del 2017, de GO!DIGITAL Sitio web: http://www.godigital.es/el-poder-del-color-la-teoria-del-color/
4.-Origen de los colores en el mechero:
Sin Nombre. (SF). Ensayos a la Llama. 1 de Octubre del 2017, de Cienc UCV Sitio web: http://www.ciens.ucv.ve/eqsol/LabMovil/Recursos/ensayosalallama.pdf
5.-Pirotecnia:
Julián Pérez Porto y Ana Gardey.. (2012). Definición de pirotecnia. 1 de Octubre del 2017, de Definicion.de Sitio web: https://definicion.de/pirotecnia/
Quimitube. (SF). Pirotecnia: La química y el color en los fuegos artificiales. 1 de Octubre del 2017, de Quimitube Sitio web: http://www.quimitube.com/pirotecnia-la-quimica-y-el-color-en-los-fuegos-artificiales
EQUIPO 3
- Alison Estefania Vargas Argueta
- Erick Samuel Vásquez Silva
- José Cristóbal Trujillo Flores
- Luzsarai Tamayo Valdés
- Luis Manuel Merino Silva
- Jaret Zavala Díaz
La información, detalla una muy clara interpretación de lo que se planea dar a entender; en la cual es lograda y es detalla una muy buena presentación del equipo como tal, abarcando desde el concepto de las pruebas a la flama, su intensidad, ciertos gráficos de apoyo aportando un buen sustento para la comprensión y obtención en un cien por ciento del tema.
ResponderEliminarMuy buen equipo.
Según (quimitube, 2017) Uno de los métodos más tradicionales de ensayo en un laboratorio químico (y tal vez uno de los primeros métodos de análisis químicos desarrollados, pues ya se llevaba a cabo en el siglo XVII) es el ensayo a la llama de las sustancias. Se trata de un ensayo de tipo cualitativo, es decir, con él podemos averiguar qué sustancias contiene nuestra muestra problema, pero no en qué proporción (para esto último haría falta un ensayo cuantitativo). Esto hace que el resultado del análisis sea un poco subjetivo, es decir, depende de la persona que lo realiza, que debe asignar un elemento químico al color observado.
ResponderEliminarDada su importancia, antes de considerar las coloraciones de los distintos ensayos a la llama, hablaremos de la llama en sí misma y de sus características. La llama de un mechero Bunsen puede actuar como fuente térmica y luminosa, pero también como reactivo químico con poder oxidante y reductor. El hecho de que una llama tenga más capacidad oxidante o más capacidad reductora, se puede lograr regulando la entrada de aire. Así, tenemos:
La combustión con exceso de aire produce una llama oxidante (exceso de oxígeno, O2) y los componentes del combustible arden totalmente, por lo que resulta incolora.
La combustión con defecto de aire, por su parte, es incompleta y produce una llama reductora. De esta forma queda carbón incandescente muy subdividido y un exceso de monóxido de carbono, CO. Esta llama es poco calorífica, brillante, reductora y tóxica.
No toda la llama del mechero es reductora u oxidante, sino que, en verdad, aunque en distinta proporción, todas las llamas presentan zonas reductoras y oxidantes, es decir, dos partes diferenciadas: el cono interior, brillante y reductor, de combustión incompleta y baja temperatura y el cono exterior, incoloro, oxidante y de gran poder calorífico, donde se produce, como hemos dicho antes, una combustión completa.
En los ensayos a la llama, generalmente se usa inicialmente la base de la llama (menos calorífica) y seguidamente se puede utilizar la zona oxidante, más calorífica, con diferentes propósitos.