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Química I – 1er LaboratorioEstructura Atómica

OBJETIVOS 

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

2. Explicar cualitativamente las características del espectro de emisión, que se

 produce cuando algunas sustancias son expuestas a la llama del mechero de

Bunsen.

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CUADROS DE RESULTADOS 

•EXPERIMENTO ¿ 1:

Emisión de radiación por excitación térmica.

ELEMENTO A EXCITAR COLOR PREDOMINANTE DE LA

RADIACION EMITIDAEstroncio !r" #o$o escarlata

Bario Ba" %marillo

!odio &a" &aran$a

'itio 'i" #o$o escarlata intenso

(alcio (a" #o$o naran$a

)otasio *" 'ila

• EXPERIMENTO ¿ 2:

+uestras prolemas

TUBO COLOR   ELEMENTO

CONTENIDO EN EL

TUBO

)rimero 'ila )otasio *"!egundo #o$o escarlata intenso 'itio 'i"-ercer   &aran$a !odio &a"

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Cuestionario de Problemas

a) ¿E!li"ar #ue es $ot%n & #ue es un Cuanto'

El Fotn: Es la partícula elemental responsale de las maniestaciones cu/nticas del enómeno

electromagnético. Es la partícula portadora de todas las ormas de radiación electromagnética,

inclu0endo a los ra0os gamma, los ra0os , la luz ultravioleta, la luz visile espectroelectromagnético", la luz inrarro$a, las microondas, 0 las ondas de radio. El otón tiene una masa

invariante0 via$a en el vacío con una velocidad constante c. (omo todos los cuantos, el otón

 presenta tanto propiedades corpusculares como ondulatorias dualidad onda3corp4sculo". !ecomporta como una onda en enómenos como la reracción que tiene lugar en una lente, o en la

cancelación por intererencia destructiva de ondas rele$adas5 sin emargo, se comporta como una partícula cuando interacciona con la materia para transerir una cantidad i$a de energía, que viene

dada por la expresión6  E=

h .c

ℷ 7ondeh es la constante de )lanc8 , c es la velocidad de la luz, 0

9 es la longitud de onda. Esto diiere de lo que ocurre con las ondas cl/sicas, que pueden ganar o perder cantidades aritrarias de energía. )ara la luz visile, la energía portada por un otón es de

alrededor de :;1< =1> $oules5 esta energía es suiciente

 para excitar un o$o 0 dar lugar a la visión.1%dem/s deenergía, los otones llevan tamién asociado un

momento lineal 0 tienen una polarización. !iguen las

le0es de la mec/nica cu/ntica, lo que signiica que a

menudo estas propiedades no tienen un valor iendeinido para un otón dado. En su lugar se hala de

las proailidades de que tenga una cierta

 polarización, posición, o momento lineal. )or e$emplo,aunque un otón puede excitar a una molécula, a

menudo es imposile predecir cu/l ser/ la molécula

excitada. 'a descripción anterior de un otón como un portador de radiación electromagnética es utilizada con

recuencia por los ísicos. !in emargo, en ísica

teórica, un otón puede considerarse como un mediador para cualquier tipo de interacción

electromagnética.

El C!anto: denotaa en la ísica cu/ntica primitiva tanto el valor mínimo que puede tomar una

determinada magnitud en un sistema ísico, como la mínima variación posile de este par/metro

al pasar de un estado discreto a otro. !e halaa de que una determinada magnitud estaa

cuantizada seg4n el valor de cuanto. Es decir, cuanto es una proporción hecha por la magnitud

dada.?n e$emplo del modo en que algunas cantidades relevantes de un sistema ísico est/n

cuantizadas lo encontramos en el caso de la carga eléctrica de un cuerpo, que sólo puede tomar un

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valor que sea un m4ltiplo entero de la carga del electrón. En la moderna teoría cu/ntica aunque se

sigue halando de cuantización el término cuanto ha caído en desuso. El hecho de que las

magnitudes estén cuantizadas se considera ahora un hecho secundario 0 menos deinitorio de las

caracterísitcas esenciales de la teoría.Eninorm/tica, un #!anto $% ti%&'o es un peque@o

intervalo de tiempo que se asigna a un proceso para que e$ecute sus instrucciones. El cuanto es

determinado por el planiicador de procesos utilizando alg4n algoritmo de planiicación.

b) Estable"er las di(eren"ias entre es!e"tro de absor"i%n & es!e"tro de emisi%n*es!e"tro "ontinuo & es!e"tro dis"ontinuo+

• 'a dierencia entre espectro de asorción 0 espectro de emisión es que el espectro de

emisión se aprovecha a medir la intensidad de la radiación emitida por un elemento, quees proporcional al n4mero de /tomos o concentración" del elemento. En el espectro de

asorción se mide la capacidad que tiene un elemento de asorer la radiación de una

longitud de onda determinada. Aue tamién es proporcional al n4mero de /tomos oconcentración" del elemento.

• 'a dierencia entre espectro continuo 0 espectro discontinuo es que 'os espectros

continuos son los que aarca toda la recuencia de las radiaciones que tienen pasando deuna a otra gradualmente, sin saltos. 'a luz lanca tiene un espectro continuo, ormado por 

siete colores ro$o, anaran$ado, amarillo, verde, azul, a@il 0 el violeta" 0 cada uno de ellos

corresponde a radiaciones de una recuencia determinada5 cuando termina un colorempieza otro, sin que, entre ellos, ha0an ninguna zona oscura. En camio, los elementos

gaseosos de un tuo de descarga emite una luz que posee un espectro discontinuo, es

decir, sólo contiene determinadas radiaciones, que aparecen en orma de ra0as entre las

cuales ha0 una zona oscura.

") ¿,ue es una l-nea es!e"tral'

?na l(n%a %)'%#t*al es una línea oscura o rillante en un espectro uniorme 0 continuo, resultado

de un exceso o una carencia de otones en un estrecho rango de recuencias, comparado con las

recuencias cercanas. (uando existe un exceso de otones se hala de una l(n%a $% %&i)in. En el

caso de existir una carencia de otones, se hala de una l(n%a $% a+)o*#in. El estudio de laslíneas espectrales permite realizar un an/lisis químico de cuerpos le$ano s, siendo la

espectroscopia uno de los métodos undamentales usados en la astroísica, aunque es utilizada

tamién en el estudio de la -ierra.

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d) A.eri/0e "on #ue instrumento se !uede obser.ar las l-neas es!e"trales !rodu"idas !or la llama+

'os aparatos empleados para analizar los

espectros son6 espectroscopios, espectrógraos 0

espectrootómetros, seg4n sean para oservar 

visualmente el espectro, registrarlo otogr/icamente o para medir la intensidad desus dierentes

 partes. En el siglo , los cientíicos descurieron que m/s all/ de los extremos violeta 0 ro$o

del espectro haía unas radiaciones que se denominaron ultravioleta e inrarro$os. 'a radiación

ultravioleta, aunque invisile al o$o humano, poseía una notale acción otoquímica. gualmente,

la radiación inrarro$a, tamién invisile al o$o humano, transmitía energía, lo que quedaa

demostrado al aplicarla a un termómetro. 7esde entonces se han aierto los límites del espectro, 0

se han ido a@adiendo las ondas de radio, m/s all/ del inrarro$o, 0 los ra0os 0 ra0os gamma m/s

all/ del ultravioleta.

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1ra(i"o de la L-neas Es!e"trales

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VIDRIO DE RELOJ VASO DE PRECIPITADO : A1ITADOR

 A1UA DESTILADA ESCOBILLA PARA TUBOS DE E2SA:O

 DISE;O DEL PROCESO 1R<$ICO

1/ In)talan$o %l %0!i'o $% la+o*ato*io &onta% $%l %0!i'o3:

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2/ En#%n$%* %l &%#5%*o $% +!n)%n 'a)o) 'a*a )! #o**%#to &an%o3:

- 1C )%!D6 (errar totalmente la entrada de aire.

- 2C )%!D6 %rir ligeramente la llave de paso del gas.

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- C )%!D6 %cercar lateralmente un cerillo a la oca del ca@ón.

- :C )%!D6 #egular la llave hasta otener la llama deseada, arir la entrada de aire.

- FC )%!D6 )ara apagar el mechero5 cerrar la llave del gas esperar que se consuma el

sorante 0 luego cerrar la entrada de aire.

"/ To&an$o &!%)t*a $% lo) *%a#ti7o) 'a*a '*o$!#i* la #o&+!)tin %n %l

&%#5%*o $% +!n)%n:

,/ Co&+!)tin $% lo) *%a#ti7o) al a#%*#a* %l ala&+*% $% ni#*o& a la) lla&a) 8

o+t%n#in $% lo) %)'%#t*o) at&i#o):

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Obser.a"iones

• )ara la realización experimental del primer laoratorio,

encontramos inconvenientes en el hecho de que utilizamos

instrumentos de a$a precisión, a dierencia del uso de instrumentos

tales como el espectrómetro que permite medir con una ma0or 

 precisión las longitudes de onda 0 energías de las líneas espectralesde los elementos químicos muestra.

• Dtro de los inconvenientes ocurridos en el laoratorio es el

reconocimiento del color característico de cada elemento químico,

deido a que para un solo color existen una gama de matices de

éste.

• 'a ma0or diicultad se mostró en el corto tiempo de duración de la

lama característica emitida por el elemento químico muestra.

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Con"lusiones

- El tipo de color emitido por cada muestra permite identiicar a un

determinado elemento químico que presenta ma0or reactividad".

- Existe una relación entre la emisión de un determinado color espectro",

como producto de la transición electrónica, con la longitud de onda

correspondiente para cada elemento.

- 'os elementos químicos analizados durante el experimento son m/s reactivos

Grupo % 0 %", por lo que para su an/lisis se requiere del consumo de una

menor cantidad de energía en comparación con elementos pertenecientes a

los grupos restantes.

- 'a precisión en el an/lisis de los elementos químicos es mu0 a$a, deido a

que se utilizaron herramientas poco soisticadas que pudieron ser causantes

de posiles errores, siendo el caso el no poder identiicar con suiciente

exactitud el tipo de color resultante, 0a que este varía en ininitas tonalidades

0 matices.

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