practica espectro de emision CLOM

Benemérita Universidad Autónoma De Puebla
Facultad De Ciencias Físico Matemáticas
Física Contemporánea Con Laboratorio
Profesor: Apolonio Juárez Núñez
Practica: Espectros De Emisión
Otoño 2011
Maribel Hernández Márquez
Crescencio Luna García
Laura Alejandra Tepanecatl
David Oswaldo Romero QuitL
Objetivos.
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Observar los espectros de emisión producidos por distintos gases.
Clasificar estos espectros y encontrar la sustancia de acuerdo a la imagen observada.
Espectro de emisión.
Se denomina espectro de emisión atómica de cierto elemento al conjunto de frecuencias
de las ondas electromagnéticas que son emitidas por átomos del elemento cuando éste se
encuentra en un estado gaseoso y se trasmite energía. Estos espectros sirven para
identificar una sustancia, análogamente a una huella dactilar, por lo que también es de
utilidad para identificar si un compuesto es nuevo o no.
Cuando se coloca un tubo con una determinada sustancia y se caliente a una temperatura
elevada, éste emite radiaciones que al pasar por un prisma se refractan y se desvían los
frentes de onda de su movimiento rectilíneo. Al poner una placa detectora se podrá
observar el espectro de emisión de la sustancia que se encuentra en el tubo.
Cuando se calienta la sustancia, se emiten fotones con cierta energía, esto depende de la
sustancia calentada, la energía de los fotones está dada por la relación:
𝐸𝑓𝑜𝑡𝑜𝑛 = ℎ𝜈
Donde:
𝐸𝑓𝑜𝑡ó𝑛 es la energía del fotón,
ℎ es la constante de Planck,
𝜈 es la frecuencia.
La frecuencia se puede obtener por la relación:
𝜈=
𝑐
𝜆
Donde:
𝑐 𝑒𝑠 𝑙𝑎 𝑣𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑙𝑢𝑧
𝜆 𝑒𝑠 𝑙𝑎 𝑙𝑜𝑛𝑔𝑖𝑡𝑢𝑑 𝑑𝑒 𝑜𝑛𝑑𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑓𝑜𝑡ó𝑛
La luz blanca produce un espectro continuo que contiene toda la gama de longitudes, éste se
puede observar en la figura 1.
Figura 1. Espectro de emisión de la luz blanca.
Sin embargo un elemento químico en estado gaseoso y a temperaturas elevadas produce un
espectro discontinuo, que se debe principalmente a la dispersión provocada. Un ejemplo de esto
se puede observar en la figura 2.
Figura 2. Espectro de un elemento concreto.
Material.
1.
2.
3.
4.
tubos espectrales.
Lámpara.
Plataforma.
Cámara
Desarrollo experimental.
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Se montaron uno a uno los tubos espectrales sobre la plataforma y se calentaron hasta
una elevada temperatura.
se prendió la lámpara para la observación del color de la sustancia.
Se identificó la posición del espectro y se tomaron fotografías.
Resultados y análisis.
Se observaron un total de cinco gases, los cuales fueron los siguientes:
Gas 1: La imagen obtenida se muestra en la figura 3.
Figura 3. Espectro del primer gas analizado.
Haciendo una comparación con el espectro del hidrógeno se puede uno dar cuenta que el
espectro de la figura 3 corresponde al hidrógeno.
La figura siguiente muestra la comparación entre el espectro del hidrogeno que se encuentra en
publicaciones y la obtenida en clase.
Figura 4. Comparación entre espectro del hidrógeno.
Se puede notar que los colores están en orden, pero en posiciones opuestas, esto se debe a la
posición en que se tomó la imagen del espectro.
Gas 2:
Figura 5. Segundo gas analizado.
En la figura 5 se muestra el segundo gas que observamos y que pudimos comparar.
De acuerdo a la imagen de la figura 5 y se puede observar que el espectro corresponde al neón.
Esta comparación se hace en la figura 6.
Figura 6. Comparación de espectros del neón.
En la figura seis se puede hacer una observación más adecuada que en el caso anterior, pues la
fotografía se tomó en un lugar apropiado para verificar la secuencia de colores mostrados.
Gas 3:
Figura 7. Tercer gas analizado.
Según lo que encontramos en publicaciones, hallamos que lo más parecido a este espectro es el
espectro del argón.
Se muestra en la figura 8 la comparación entre ambos espectros, se puede notar que el verde ed
de los que más destacan.
Figura 8. Comparación de espectros del argón.
Gas 4.
Figura 9. Cuarto gas analizado.
La figura 9 sólo muestra colores azul, verde y naranja, en ese orden, no encontramos alguna
comparación.
Gas 5.
Figura 10. Quinto gas analizado.
De acuerdo con la figura 10, vemos que la distribución de colores empieza con una franja pequeña
de morado y termina en rojo. Averiguando varios espectros, concluimos que se parece más al
espectro del mercurio. La comparación se muestra en la figura 11.
Figura 11. Comparación de espectros del mercurio.
Se puede observar nuevamente la inversión de colores, pero por lo mencionado, se trata sólo de la
posición en que fue tomada la imagen.
Debe considerarse la falta de resolución de las imágenes tomadas.
Conclusiones.
De acuerdo con los espectros obtenidos en la realización de la observación, y considerando el
error asociado con la distorsión de las imágenes, podemos decir que nuestras observaciones son
las adecuadas, ya que comparamos con espectros de los gases analizados y obtenidos
experimentalmente en un ambiente más ideal para su propia observación. Esto nos lleva a la
conclusión de que basta con observar el espectro de una sustancia y comparar para saber si se
trata de algo ya conocido o de algo nuevo.
Bibliografía.
http://personales.ya.com/casanchi/did/er.htm
http://es.jimdo.com/info/framebuster/