Ensayos a la Flama (Pruebas preliminares de identificación)

Objetivo:

El alumno identificará metales alcalinos, alcalinotérreos y algunos otros como el cobre, el plomo y el arsénico.

Breve discusión teórica:

Algunos elementos como los metales alcalinos y alcalinotérreos al proporcionarles cierto tipo de energía (en este 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.

Desarrollo experimental:

Este ensayo se debe realizar transportando los elementos a la flama con un aplicador inerte, que puede ser un alambre de platino, pero se obtiene el mismo resultado con un aplicador de grafito, preparado t libre de impurezas; para esto se introduce en HCl 1:1 y se calienta en la zona de fusión, repitiendo esta operación hasta que no se observe coloración emanada del grafito.

Una vez purificando el aplicador se procede de la siguiente forma:

NOTA: Si no se observa color se va subiendo a zonas más calientes hasta que se produzca un color persistente.

Material: Reactivo:

1 Vaso de precipitados de 50 ml. HCl

1 Placa colorimétrica

¡ punta de grafito

Cuestionario:

Por 50 ml de HCl se agregan 50 ml de H2O, es decir en proporciones iguales siempre y cuando el HCl sea puro (al 100%).

2. En la siguiente tabla indique la coloración que comunican a la flama los cationes:

3. ¿Cuál o cuáles fueron las muestras problema?

La muestra problema que nos tocó era un sólido blanco en gránulos, al llevarlo a la flama que tomo una coloración rojo carmín, por lo que se concluye que la muestra contenía LITIO.