práctica #5. identificación de metales a la llama
TRANSCRIPT
CIENCIA BÁSICA APLICADA A LA RESTAURACIÓN
1
PRÁCTICA #5. IDENTIFICACIÓN DE METALES A LA LLAMA. OBJETIVOS:
Conocer la información que nos ofrece la tabla periódica.
Reconocer la presencia de determinados metales por el color que aparece al exponer sus
compuestos a la llama.
Observar los diferentes colores que emiten determinadas sustancias en una llama de metanol.
INTRODUCCIÓN: En condiciones normales los átomos se encuentran en el estado fundamental, que es el más estable
termodinámicamente. Sin embargo, si los calentamos absorben energía y alcanzan un estado excitado. Este
estado posee una energía determinada, que es característica de cada sustancia. Los átomos que se
encuentran en un estado excitado tienen tendencia a volver al estado fundamental, que es energéticamente
más favorable. Para hacer esto deben perder energía, por ejemplo, en forma de luz. Puesto que los estados
excitados posibles son peculiares para cada elemento y el estado fundamental es siempre el mismo, la
radiación emitida será también peculiar para cada elemento y por lo tanto podrá ser utilizada para
identificarlo.
El ensayo a la llama para la detección de los metales más comunes (sodio, calcio, estroncio, bario, potasio,
cobre, magnesio, hierro) se basa en el hecho de los electrones externos de los metales o sus iones al ser
calentados por la llama, experimentan transiciones electrónicas que provocan la emisión de la luz
característica del espectro de emisión de cada metal.
El ensayo a la llama es más un arte que una ciencia si se hace sin espectrómetros, es decir, si el instrumento
de medida es el ojo del operador. Esto es así porque la identificación de los metales es cualitativa, basada
en la memoria visual, y, sobre todo, porque los colores detectados son difícilmente reproducibles con
exactitud: existe el problema de la contaminación de la muestra.
CONCEPTOS QUE DEBE DOMINAR EL ESTUDIANTE
Espectro de emisión.
Sales metálicas.
Estados de oxidación de los metales
Anión
Catión
LA PRÁCTICA ESTA DIVIDIDA EN DOS PROCEDIMIENTOS. MATERIAL Y REACTIVOS
Cantidad Material de laboratorio
Reactivos Equipo de seguridad
individual
1 Mechero Bunsen Cloruro de sodio Cloruro de cobre Bata de algodón
1 Cucharilla de combustión Sulfato de cobre Cloruro de calcio Lentes de seguridad
8 Capsulas de porcelana Cloruro de hierro Metanol Guantes
1 Crisol de porcelana Cloruro de bario Cloruro de potasio
1 Espátula Ácido bórico ácido Clorhídrico 6 M
1 Probeta de 10 mL
CIENCIA BÁSICA APLICADA A LA RESTAURACIÓN
2
ADVERTENCIA DE SEGURIDAD
Las sales utilizadas pueden ser tóxicas por contacto, ingestión o inhalación, con la excepción del cloruro de sodio y el de calcio.
No deben tocarse ni inhalarse, ni siquiera las sales seguras.
El metanol para las disoluciones del ensayo es tóxico por ingestión e inhalación.
El experimento debe hacerse en una campana de gases o en lugar muy bien ventilado (pero sin corrientes de aire).
Este experimento se hace con fuego y llamas.
Debe tenerse a mano un extintor de polvo o CO2.
La parte del experimento con la cucharilla de combustión deberá hacerla un alumno con supervisión de un profesor.
El test con alcohol no deben hacerlo los alumnos, por el peligro de la extensión de la llama del alcohol al cuerpo y ropas. No debe excederse la cantidad de metanol. Los vapores de metanol pueden deflagrar en el aire, no use más metanol que el indicado.
El operado debe vestir bata de laboratorio, guantes y gafas protectoras.
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL Procedimiento 1.
1. En una capsula de porcelana, vierte 15 mL de Ácido clorhídrico 6 M. 2. Se sumerge la cucharilla de combustión en el vaso con HCl, y se lleva a la llama hasta que su
coloración sea normal. Esquema 1. 3. Si la llama presenta alguna coloración que no sea amarilla se repite la operación anterior hasta que
desaparezca el color, en este momento la cucharilla de combustión esta lista para usarse. 4. Cuando la cucharilla este limpia se humedece con HCl y se toma porción de las sales. Esquema 2. 5. Se introduce la cucharilla en la zona oxidante de la base de la flama, es decir, en la parte más externa.
Esquema 3. 6. Se limpia la cucharilla de combustión (paso 2 y 3) y se repite la operación anterior con cada una de
las sales a examinar. Esquema 1 Esquema 2 Esquema 3
Procedimiento 2.
1. En una capsula de porcelana agrega 5 g de la sal pulverizada a examinar y añade 10 mL de metanol.
Esquema 4. 2. Mezcla la sal con el metal. 3. Con ayuda de un cerillo largo prende cada capsula de porcelana con sumo cuidado. Esquema 5.
CIENCIA BÁSICA APLICADA A LA RESTAURACIÓN
3
Esquema 4 Esquema 5
RESULTADOS
1) Vea y analice el desarrollo del experimento. Describa lo que sucede usando la terminología adecuada.
2) Explica: 1) Por qué hay que limpiar con ácido el asa entre ensayo y ensayo. 2) Por que se usa ácido clorhídrico. (Piense en la mayoría de las sales utilizadas) 3) En el ensayo con metanol, al principio casi todas las llamas son iguales.¿Por qué? 4) Al avanzar el experimento, las llamas cambian y cada evaporador tiene una pauta característica. ¿Por qué?
3) Completa las tablas.
Tabla 1. Resultados de las sales a la flama
Sustancia Formula química
Catión identificado
(metal)
Apariencia física
Color de la llama
Imagen
Tabla 2. Resultados de las sales con metanol a la flama
Sustancia Formula química
Catión identificado
(metal)
Color de la llama
Imagen
CUESTIONARIO
1) ¿A qué se debe que cada elemento presente una flama con coloración característica? 2) ¿Qué aplicación o utilidad se le puede dar a esta práctica dentro de la restauración? 3) ¿Cuál es el elementó que da color a la flama más intenso? 4) Suponiendo que se realizara una prueba a la flama de una muestra desconocida y se obtiene una
flama roja. ¿De qué elemento se trata?