FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGNIERIAE.A.P. DE INGENIERIA CIVIL

INFORME DE LABORATORIO Nª 01-2012

A : Lic. Yeni Yauri Huiza.

De : Laurente Enriquez, Paul

Pomacarhua Condori, Ciro

Ramos Loaiza, Rolando

Sosa Matamoros, Juvenal A.

Uchasara Poma, Edson

Zuñiga Pari, Angel

ASUNTO : INFORME DE LABORATORIO SOBRE ESTRUCTURA ATOMICA

FECHA : Huancavelica 18 DE SETIEMBRE DE 2012

Mediante el presente es grato dirigirnos a Ud. Para saludarla y a la

vez presentarle el resumen de las actividades realizadas en laboratorio, para el cual se

adjunta el resumen que comprende: la Introducción, el objetivo, Marco teórico,

Procedimiento experimental y Resultados del experimento.

Es todo  cuanto informamos a ud. Para los fines que estime

conveniente.

Atentamente:

LOS ALUMNOS

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INTRODUCCION

La emisión de energía o luz por excitación térmica permite identificar y caracterizar de los elementos; esto puede obtenerse a través del ensayo a la llama para la detección de los metales más comunes (sodio, calcio, estroncio, bario, potasio, cobre, magnesio, hierro) es un clásico de los laboratorio químicos. 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. Típicamente el sodio es amarillo, el calcio amarillo anaranjado, el boro y el cobre generan colores verdes, y así sucesivamente.

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, con la casi ubicua aparición del amarillo de sodio, que enmascara los otros colores, incluso si el sodio está en cantidades minúsculas, y la contribución al color final del propio combustible utilizado para generar la llama. Pese a los obstáculos y/o problemas se precedió a realizar el experimento.

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INFORME DE LABORATORIO

I. OBJETIVOS Confirmar de manera experimental los colores emitidos por los saltos

electrónicos. Obtener un cuadro comparativo de las diferentes reacciones producidas

por los saltos electrónicos.

II. MARCO TEÓRICO

RADIACION

El fenómeno de la radiación consiste en la propagación de energía en forma de ondas electromagnéticas o partículas subatómicas a través del vacío o de un medio material.

La radiación propagada en forma de ondas electromagnéticas (rayos UV, rayos gamma, rayos X, etc.) se llama radiación electromagnética, mientras que la radiación corpusculares la radiación transmitida en forma de partículas subatómicas (partículas α, neutrones, etc.) que se mueven a gran velocidad en un medio o el vacío, con apreciable transporte de energía.

Si la radiación transporta energía suficiente como para provocar ionización en el medio que atraviesa, se dice que es una radiación ionizante. En caso contrario se habla deradiación no ionizante. El carácter ionizante o no ionizante de la radiación es independiente de su naturaleza corpuscular u ondulatoria.

Son radiaciones ionizantes los rayos X, rayos γ, partículas α y parte del espectro de la radiación UV entre otros. Por otro lado, radiaciones como los rayos UV y las ondas de radio, TV o de telefonía móvil, son algunos ejemplos de radiaciones no ionizantes.

RADIACION TERMICA

Se denomina radiación térmica o radiación calorífica a la emitida por un cuerpo debido a su temperatura. Todos los cuerpos emiten radiación electromagnética, siendo su intensidad dependiente de la temperatura y de la longitud de onda considerada. En lo que respecta a la transferencia de calor la radiación relevante es la comprendida en el rango de longitudes de onda de 0,1µm a 100µm, abarcando por tanto parte de la región ultravioleta, la visible y la infrarroja del espectro electromagnético.

La materia en un estado condensado (sólido o líquido) emite un espectro de radiación continuo. La frecuencia de onda emitida por radiación térmica es una densidad de probabilidad que depende solo de la temperatura.

Los cuerpos negros emiten radiación térmica con el mismo espectro correspondiente a su temperatura, independientemente de los detalles de su composición. Para el caso de un cuerpo negro, la función de densidad de probabilidad de la frecuencia de onda emitida está dada por la ley de radiación térmica de Planck, la ley de Wien da la frecuencia de radiación

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emitida más probable y la ley de Stefan-Boltzmann da el total de energía emitida por unidad de tiempo y superficie emisora (esta energía depende de la cuarta potencia de la temperatura absoluta).

A temperatura ambiente, vemos los cuerpos por la luz que reflejan, dado que por sí mismos no emiten luz. Si no se hace incidir luz sobre ellos, si no se los ilumina, no podemos verlos. A temperaturas más altas, vemos los cuerpos debido a la luz que emiten, pues en este caso son luminosos por sí mismos. Así, es posible determinar la temperatura de un cuerpo de acuerdo a su color, pues un cuerpo que es capaz de emitir luz se encuentra a altas temperaturas.

La relación entre la temperatura de un cuerpo y el espectro de frecuencias de su radiación emitida se utiliza en los pirómetros.

SALTOS ELECTRONICOS

Se producen por saltos electrónicos entre niveles atómicos y moleculares. Las longitudes de onda que corresponden a los colores básicos son:

ROJO De 6200 a 7500 Ao

NARANJA De 5900 a 6200 Ao

AMARILLO

De 5700 a 5900 Ao

VERDE De 4900 a 5700 Ao

AZUL De 4300 a 4900 Ao

VIOLETA De 4000 a 4300 Ao

YODURO DE POTASIO

El yoduro de potasio es una sal cristalina de fórmula KI, usada en fotografía y tratamiento por radiación. Al ser menoshigroscópica que el yoduro de sodio, es más utilizada como fuente de ion yoduro.

Propiedades Químicas

Se porta como una sal simple. El ion yoduro, al ser un reductor débil, es fácilmente oxidado por otros elementos como el cloro para transformarse en yodo:

2 KI(ac) + Cl2(ac) → 2 KCl + I2(ac)

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Tiene un pH neutro (pH = 7) ya que el catión potasio y el anión yoduro son iones espectadores, por lo que no reaccionan con el agua, manteniéndose inalterado el pH. El yoduro se oxida aún más fácilmente al formar ácido yodhídrico (HI), el cual es un reductor más fuerte que el KI. El yoduro de potasio forma el anión triyoduro(I3−) al combinarse con yodo elemental.

A diferencia del yodo, los triyoduros son altamente solubles en agua, por lo que el yoduro de potasio aumenta considerablemente la solubilidad del yodo elemental en agua, que por si solo se disuelve en muy bajas cantidades.

Aplicaciones

En fotografía, para preparar emulsiones.

En medicina para el tratamiento del reuma y de la actividad excesiva de la tiroides.

En química para yodometría y otras técnicas analíticas.

En microbiología, es un componente del lugol.

Es un agente protector frente a agresiones del isótopo radiactivo del yodo que aparece en algunos casos de accidentes nucleares. El yodo radiactivo se acumula en la glándula tiroides, y la ingesta de yoduro de potasio (no de yodo ni sus disoluciones tipo tintura de yodo, que es tóxico por ingestión) tiene acción protectora en este caso.

SULFATO DE COBRE

El sulfato de cobre (I), sulfato cuproso o sulfato de dicobre es una sal insoluble de color blanco, formada por el anión sulfato y el catión cobre en estado de oxidación +1, de fórmula Cu2SO4. Este estado de oxidación es poco estable, por tanto el sulfato de cobre (I) es mucho menos frecuente que su análogo el sulfato de cobre (II) CuSO4.

Obtención y Propiedades:

Los principales países productores son: México, Brasil, Chile, Rusia, Taiwan, Italia, China y Argentina.[cita requerida]

En Chile los Principales Productores son: Minera Capacho Viejo (II Region), Minera San Geronimo (IV Region), VaporProcesos (RM) y Compañía Minera Josefina S.A. (IV Region).

Suele obtenerse a partir de soluciones de sulfato de cobre(II), por la acción de un reductor como tiosulfato sódico diluido.

En laboratorio puede obtenerse mezclando disoluciones de sulfato de cobre (II), sulfito ácido de sodio e hidróxido de sodio.

2CuSO4 + NaHSO3 + NaOH → Cu2SO4 + H2SO4 + Na2SO4

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Su falta de color, en contraste con otras sales de metales de transición que son coloreadas, incluídas las sales de Cu(II), se explica por su configuración electrónica. Al tener la capa d totalmente ocupada, no son posibles transiciones   que típicamente tienen una energía en el rango de la luz visible.

Reacciones Químicas

Sus disoluciones acuosas no son completamente estables y lentamente dismutan o disproporcionan según la reacción:

Igual que otros compuestos de Cu(I) se oxida con bastante facilidad a Cu(II), frente a numerosas sustancias, inclusive el oxígenoatmosférico. Para evitar estas oxidaciones, sus disoluciones deben incluir un protector. Precisamente por su facilidad para oxidarse, puede usarse como reductor frente a sustancias orgánicas, en reacciones de síntesis.3

Por otro lado, cataliza un conjunto muy variado de reacciones en disolventes orgánicos y en solución acuosa, como la preparación del alcohol etílico sintético. Muchas de estas reacciones y en particular las últimas, implican sistemas de oxidación-reducción y un ciclo redox Cu(I)-Cu(II).

También forma algunos complejos como sulfato de tris(etilentiourea)cobre(I) , [Cu(etu)3]SO4, o sulfato de tris(acetonitril)cobre(I)

Históricamente, se ha usado como sustitutivo de sulfato ferroso en algunas recetas para preparar tinta ferrogálica.4

Usos y Aplicaciones

El sulfato de cobre es especialmente elaborado para suplir funciones principales del Cobre en la planta, en el campo de las enzimas: Oxidazas del ácido ascórbico, polifenol, citocromo, etc. También forma parte de la plastocianina contenida en los cloroplastos y que participa en la cadena de transferencia de electrones de la fotosíntesis. Su absorción se realiza mediante un proceso activo metabólicamente. Prácticamente, no es afectado por la competencia de otros cationes. Por el contrario, afecta a los demás cationes. Este producto puede ser aplicado a todo tipo de cultivo y en cualquier zona climática en condiciones naturales de invernaderos; bajo las recomendaciones de un Ingeniero Agrónomo.

Tambien se usa como Como bacteriostático en el agua de piscinas, para mantenerlas limpias y transparentes, y como suave oxidante y colorante en superficies metálicas que deben ser mecanizada y, para trazar las líneas de referencia de los trabajos.

NITRATO DE PLOMO

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El compuesto químico nitrato de plomo (II) es una sal inorgánica de plomo y de ácido nítrico. Es un cristal incoloro o un polvo blanco, y un oxidante muy estable y fuerte. Al contrario que otras sales de plomo (II), es soluble en agua. Su uso principal, desde laEdad Media (con el nombre de plumb dulcis) ha sido como materia prima en la producción de numerosos pigmentos. Desde el siglo XX, se usa como estabilizador térmico para el nylon y los poliésteres, y como recubrimiento de las películas fototermográficas. Su producción comercial no empezó en Europa hasta el siglo XIX —en Estados Unidos hasta 1943— mediante un proceso de producción típico, que utiliza plomo metálico u óxido de plomo (II) en ácido nítrico.

El nitrato de plomo (II) es tóxico y probablemente cancerígeno. Por tanto, debe ser manipulado y almacenado con las condiciones apropiadas de seguridad.

BROMURO DE SODIO

De fórmula molecular NaBr, es una sal binaria que contiene los iones bromuro y sodio. Es un oxidante fuerte, por lo que posee cierta toxicidad.

El Bromuro de sodio es una sustancia iónica, se utiliza para formar el líquido de la paliza y de la terminación de la claro-salmuera para las densidades que se extienden a partir del 8.4 a 12.5 lb/gal

Propiedades Físicas

Estado de agregación sólido

Apariencia incoloro o blanco

Olor:inodoro

Densidad 3339 kg/m3; 3,339 g/cm3

Masa molar 150.89 g/mol

Punto de fusión 554K (280,85°C)

Punto de ebullición 1663K (-271,487°C)

III. TRABAJO EN LABORATORIOa. MATERIALES Y REACTIVOS UTILIZADOS:

Alambre de NicromMecheroFranelaFosforoRon de quemarAcido muriáticoBromuro de SodioNitrato de plomoYoduro de PotasioSulfato de Cobre

b. PRECAUCIONES PARA LA SEGURIDAD EN EL EXPERIMENTO

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Los reactivos utilizados pueden ser tóxicos por contacto, ingestión o inhalación, con la excepción de algunos, el de calcio por ejemplo. No deben tocarse ni inhalarse, ni siquiera las sales seguras. El experimento se realizó en un lugar muy bien ventilado. Este experimento se hace con fuego y llamas. Debe tenerse a mano un extintor de polvo o CO2 .

Se conto con la docente de curso como supervisor del trabajo realizado.

El test con alcohol no deben hacerlo los alumnos, por el peligro de la extensión de la llama del alcohol al cuerpo y ropas.Una vez encendidas las llamas, del mechero, nunca, bajo ningún concepto, debe acercarse el recipiente de alcohol o ron de quemar a estas llamas. Todas las sustancias combustibles deben estar lejos del experimento.

Tomando toda las recomendaciones de la docente se prosiguió con el experimento. 

c. PROCEDIMIENTOS PARA EL EXPERIMENTO

Se preparó el mechero con ron de quemar, para obtener la fuente de calor necesario para el experimento, considerando que no se obtuvo una llama de combustión completa.

Se utilizó el alambre de nicrom como soporte y contacto de los reactivos frente a la llama del mechero, previamente se hizo la desinfección del nicrom para obtener buenos resultados en el experimento.

Se utilizo los reactivos juntamente con el nicrom para apreciar la reacción emitida frente al fuego obteniéndose los siguientes resultados

d. RESULTADOS DEL EXPERIMENTO

Al exponer Bromuro de sodio utilizando el alambre de nicrom, frente al fuego se observo que el fuego cambio y emitió un color amarillo del sodio que es la más característica y la más fácil de observar. La presencia del sodio, incluso en trazas, en otras sustancias, puede enmascarar completamente el color de cualquier otro metal.

Con el Sulfato de Cobre se genera el color característico del cobre: un verde, que es azulado cuando el cobre procede de un cloruro.

Al exponer el Yoduro de potasio al fuego se observó que este cambio a un color purpura.

Por último la prueba realizada con sulfato de cobre dio como resultado un fuego color verde y azul, este ultimo por la presencia del cobre.

RESUMEN:

REACTIVO COLOR EMITIDO

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BROMURO DE SODIO AMARILLO

SULFATO DE COBRE VERDE

YODURO DE POTASIO PURPURA

SULFATO DE COBRE VERDE

IV. CONCLUSIONES

Se pudo apreciar los colores emitidos por los saltos electrónicos pero considerando que el experimento fue de modo visual no se puede comprobar con exactitud todas las características de los reactivos que emiten la luz.

Sin embargo es visible la diferencia que existe entre la reacción y emisión de colores entre los diferentes reactivos utilizados tal como se observa en el cuadro resumen obtenido y presentado.

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V. BIBLIOGRAFIAPaginas Web:

http://aulas.iesjorgemanrique.com/calculus/quimica/practicaslab/llama/llama.htmlhttp://www.buenastareas.com/materias/laboratorio-de-quimica-ensayo-a-la-llama/20http://es.wikipedia.org/wiki/Ensayo_a_la_llama

ESTRUCTURA ATOMICA UN ENFOQUE QUIMICO; José A Chamizo, Diana Cruz – GarritzESTRUCTURA ATOMICA Y ENLACE QUIMICO; Jaume Casabo I Gispert

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VI. ANEXO

REACTIVOS UTILIZADOS

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COLORES EMITIDOS

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