Este documento describe un experimento de laboratorio para analizar los espectros de emisión de varios elementos químicos. Explica que cuando los átomos son excitados por calor, emiten luz característica a longitudes de onda específicas. El procedimiento experimental involucra calentar muestras químicas en una llama y observar los colores producidos. El objetivo es relacionar los colores de llama con la configuración electrónica de cada elemento.

1. PRACTICADE LABORATORIO Nº 06
CONFIGURACION ELECTRONICA Y ESPECTROS DE LOS ELEMENTOS
I. OBJETIVOS:
 Explicar cualitativamente las características del espectro de emisión que se produce cuando algunas
sustanciasson expuestas a la llamadel mecheroBunseny el estudiode esta característicarelacionando
con la configuración.
 Establecer los efectos producidos por la influencia del calor.
 Introducir el análisis espectral cualitativo.
II. FUNDAMENTO TEORICO:
Los espectrosde los elementos,sonformas deenergía que elelementoabsolutoabsorbeo emitecuandose
producesaltosde electronesentrenivelesde energía, constituyelas huellasdigitalesdelos elementos,detal
formaque cadaelementoposeeunaserie únicadelongitudesde ondade absorcióny emisión.Mientrasque
el espectrode energía radiantese obtienepor el análisisal espectroscopiode la luzu otra fuente de energía
radiante, los espectros de emisión de los elementos, se pueden obtener al excitar un átomo (pasar el átomo
desdesu configuraciónalestadobasalaunaconfiguraciónmomentánea,saltandoalgunodesuselectronesa
niveles más extremos), por mediode la llamao un arcoeléctrico,así cuandose calientansalescomoNaCl,
estas sustancia se vaporizan, convirtiéndose al mismo tiempo los iones en átomos que además están
excitados:
Energíatérmica+ Naᶧ Clˉ (solido)→ Na (vapor) Cl →Naᶧ (vapor) + Clᶧ
Dónde:
ᶧ: estado excitado.
El análisis espectral cualitativo está basado en el hecho de que los átomos, al ser excitados, emiten una luz
característicayal ser analizadoen un aparatollamadoespectroscopio,revela estar constituidapor una serie
de líneas características bien determinadas de longitud de onda constante.
La explicacióndelorigendeestaslíneascaracterísticaseslasiguiente.Al excitar,suministrandoenergíaaun
átomo, se puede “elevar” a orbitas más alejadas del núcleo, a niveles energéticos más altos; electrones que
normalmente se encuentranen orbitas cercanas a él y más bajos de energía. El estado de excitación de un
átomo es fugas y los otros electrones así desplazados vuelven nuevamente a sus orbitas normales,
energéticamentemás-bajasa la vez quedesprendenen forma de ondasluminosasmonocraticaslaenergía
absorbida. La frecuencia (v) o la longitud de onda (⍺) de la luzemitida está dada:

2. Dónde:
H =constantedePlanck=6,6256*10^(-34)
𝜺𝟏 − 𝜺𝟐 =
𝒉𝒄
⍺
C = velocidad dela luz enel vacío = 2,9979*10^8
⍺ = longituddeondade la luz emitida
Además: ⍙E= hv
V = frecuencia
De esto se deduce que cada transición de un nivel de energía a otro corresponde a una longitud de onda
definida, determinando diversidad de espectros de los átomos según la energía de excitación aplicada, tales
como la llama, el arco eléctrico o chipa eléctrica.
Color Violeta Azul Verde Amarillo Naranja Rojo
λ (nm)
395 455 490 515 590 650
455 490 515 590 650 750
Los espectros de muchos átomos en el análisis cualitativo corriente se descubren con el espectroscopio
ordinario yla llama del mechero Bunsen; los espectros obtenidos son muysimples yfáciles de distinguir.
Paraunciertoprocesodeexcitación,unamoléculaabsorbeunapequeña cantidaddeenergía,esdecirabsorbe
radiación de una sola frecuencia.
Si este fuerael casodetodas lasmoléculasdeunasustancia,seabsorberíaunaseriedelíneas deabsorción,
sin embargo, en un grupo de moléculas existen en varios estados vibraciones y rotacionales y cada estado
difieredelotro en unacantidaddeenergíarelativamentepequeña.Así un gripode moléculasabsorbeenergía
en una región restringida yda origen a una banda de absorción opico.
Elemento Color de llama Elemento Color de llama
Li
Na
k
Rb
Cs
Rojo carmín Ca
Sr
Ba
Cu
Rojo naranja
Amarillo Escarlata
Lila Verde limón
Rojo azulado Verde esmeralda
azul
reactivos

3. III. PARTEEXPERIMENTAL:
MATERIALES
 Lunade reloj
 Mechero Bunsen
 Alambrede platinoynicrom
 Vaso precipitado
REACTIVOS
 HCl
 NaCl
 KCl
 LiCl
 MgCl2
 BaCl2
 CaCl2
 SrCl2
 CoCl2.6H2O
 NiCl2.6H2O
 CuO
IV. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL:
1. Primeramente se prepara la muestra, en una luna de reloj, siempre manteniendo el orden.
2. Encienda el mechero Bunsen, regule una llama no luminosa.
3. Coloque el extremo enrollado de unos de los alambres de nicrom en la parte más caliente (zona de
mayor temperatura o cono externo) de la llama. Observe el color amarillo que se produce, será
necesario eliminarlo, para lo cual introducir en HCl yllevar a la llama observando la coloración.
4. Estando al rojo el alambre inmediatamente, tomar una pequeña cantidad de sustancia sólida.
Introducir en la zona de temperatura baja de la llama yobservar lacoloración.
5. Pasado cierto tiempo pasar a la zona de temperatura más alta de la llama yobservar a la coloración.
6. Repetirel experimentoconlasotras muestras.
7. Realizarlos esquemasdeprocedimientoporcadamuestraobservando:primeroelcolordela
muestra,el colorola llamadetemperaturabajay temperatura alta.
8. Elaborarun cuadrode resultados.

4. V. CÁLCULOSYRESULTADOS
Tabla de combustión y estudio de la llama
Tabla de ensayos de la llama
VI. CUESTIONARIO
1. ¿Qué es el color?
es unapercepciónvisualquese generaenelcerebrodeloshumanosyotros animalesalinterpretarlas
señales nerviosas que le envían los foto-receptores en la retina del ojo, que a su vez interpretan y
distinguenlasdistintaslongitudesdeondaquecaptandela parte visibledel espectroelectromagnético
(la luz).
Todo cuerpoiluminado absorbeuna parte de las ondas electromagnéticas yrefleja las restantes. Las
ondasreflejadassoncaptadasporelojo e interpretadasenelcerebrocomodistintoscoloressegúnlas
longitudes de ondas correspondientes.
El ojohumanosólo percibelaslongitudesde onda cuandolailuminaciónesabundante.Con pocaluz
se ve en blanco y negro. En la denominada síntesis aditiva (comúnmente llamada "superposiciónde
coloresluz") el colorblancoresultade la superposicióndetodoslos colores,mientrasque el negroes
la ausenciadecolor.En la síntesis sustractiva (mezcladepinturas, tintes, tintas y colorantesnaturales
para crear colores) el blanco solose da bajo la ausencia de pigmentos yutilizando un soporte de ese
colormientrasqueelnegro es resultado de la superposición de los colores cian, magenta yamarillo.
2. ¿Por qué los metales alcalinos y alcalinos térreos presentan bandas de emisión?
En Espectroscopia de Emisión Atómica la cantidad física que es usada para caracterizar y medir la
concentración que será determinada, se refiere como intensidad
Los métodosespectroscópicosatómicossebasanenlainteracciónentralaradiaciónelectromagnética
y la materia (fenómenos de absorción, emisión y fluorescencia por
Muestra Color de llama Elemento
posible
Longitud de
onda (nm)
Energía
(joule)
Frecuencia
(Hz)
Tipo de combustión Reacción química Tipo de llama Características
𝐶3 𝐻8 + 𝑂2 →
𝐶3 𝐻8 + 𝑂2 →

5. parte de átomos o iones). La espectroscopia de emisión atómica(E.E.A.), es un método instrumental
de análisis químico, que se fundamenta en el estudio de la radiación emitidapor átomos en todas las
regiones del espectro. Cuando estos absorben energía, se excitan yen dicho estado permanecen un
tiempomuycorto (del ordende 10-6s.), luegoel átomo o moléculavuelve a su estadofundamentalo
noexcitadoemitiendoelsobrantedeenergíaenformadeluzocuantosluminosos(Pombo,1984;Ewing,
1990). Esto ocurre cuando una muestra es sometida a una descarga eléctrica suministrada por una
fuente de excitación. Según lo expresado por Catasús (Catasús, 1985) y Burriel (Burriel, 2003) el
proceso descrito puede expresarse de acuerdo a la condición de frecuencia de Bohr (postulado
propuesto por este científico, como parte de su teoría sobre el átomo en 1913). Si E1 y E2 son los
estados inicial yfinal respectivamente, la energía emitida se expresará como:
Donde
𝑬 𝟏 − 𝑬 𝟐 = 𝒉 ∗ 𝜸 𝟏𝟐
h: constantedePlanck
𝜸 𝟏𝟐:Frecuenciadelaradiaciónemitida
3. ¿Qué se entiende por fotón y cuánto?
Es lapartículaelementalresponsabledelasmanifestacionescuánticasdelfenómenoelectromagnético.
Es la partícula portadora de todas las formas de radiación electromagnética, incluyendo los rayos
gamma, los rayos X, la luz ultravioleta, la luz visible (espectro electromagnético), la luz infrarroja, las
microondas ylas ondas de radio. El fotón tiene una masa invariante cero, y viaja en el vacío con una
velocidadconstante.Comotodosloscuantos,elfotón presentatanto propiedadescorpuscularescomo
ondulatorias ("dualidad onda-corpúsculo"). Se comporta como una onda en fenómenos como la
refracción que tiene lugar en una lente, o en la cancelación por interferencia destructiva de ondas
reflejadas;sinembargo,secomportacomounapartículacuandointeractúaconlamateriaparatransferir
una cantidad fija de energía, que viene dada por laexpresión.
Donde
𝑬 =
𝒉 ∗ 𝒄
𝝀
= 𝒉 ∗ 𝒗
h: Es laconstantede Planck,c es la velocidaddelaluz.
𝝀 : Es lalongitudde onda.
𝒗 : Lafrecuenciadelaonda.
Esto difiere delo queocurreconlasondasclásicas,quepuedenganaroperdercantidadesarbitrarias
de energía.Para la luzvisible, laenergíaportada porun fotón es de alrededorde4×10–

6. 19 julios.

7. 4. ¿Quéeslafluorescenciaylafosforescencia?
La fluorescencia.
Es untipoparticulardeluminiscencia,quecaracterizaalassustanciasquesoncapacesdeabsorber
energíaen formaderadiacioneselectromagnéticasyluegoemitirparte deesa energíaen formade
radiación electromagnética de longitud de onda diferente.
Laenergíatotal emitidaenformadeluzessiempremenoralaenergíatotalabsorbidayladiferencia
entre ambases disipadaenformade calor.En la mayoría de loscasosla longitudde ondaemitida
es mayor -y por lo tanto de menor energía- que la absorbida, sin embargo, si la radiación de
excitaciónesintensa,esposibleparaunelectrónabsorberdosfotones;enestaabsorciónbifotónica,
la longituddeondaemitidaes máscortaquela absorbida,sinembargoenamboscasoslaenergía
total emitida es menor que la energía total absorbida.
La fosforescencia
Es elfenómenoenelcualciertassustanciastienenlapropiedaddeabsorberenergíayalmacenarla,
paraemitirlaposteriormenteenformaderadiación.Aaquelloselementosqueofrecenfosforescencia
se les conoce como foto-reactivos, es decir que requieren luz para obtener la propiedad, es un
elementodela foto-sensibilidadquepormediodela radiaciónadquierenlaenergíanecesariapara
almacenarla yexponerla posteriormente.
El mecanismo físico que rige este comportamiento es el mismo que para la fluorescencia, no
obstante la principal diferencia con ésta es que hay un retraso temporal entre la absorción y la
reemisión de los fotones de energía. En la fosforescencia, las sustancias continúan emitiendoluz
durante un tiempo muchomás prolongado, aun después del corte del estímulo que la provoca, ya
que la energía absorbida se libera lenta (incluso muchas horas después) ycontinuamente.
5. Según la teoría moderna. ¿cómo se originan las líneas espectrales?
Unalínea espectralesunalíneaoscuraobrillanteenun espectrouniformeycontinuo,resultadode un
excesoounacarenciadefotonesenunestrechorango defrecuencias,comparadoconlasfrecuencias
cercanas.Cuandoexisteun excesodefotones se hablade unalínea de emisión.En el casode existir
unacarenciadefotones,sehabladeunalíneadeabsorción.Elestudiodelaslíneasespectralespermite
realizar un análisis químico de cuerpos lejanos, siendo la espectroscopia uno de los métodos
fundamentales usados en la astrofísica, aunque es utilizada también en el estudio de la Tierra.
6. Diferencieentrelosespectrosdeemisiónyespectrosde absorción
ESPECTROSDE EMISIÓN:Sonaquellosqueseobtienenaldescomponerlasradiacionesemitidas
por uncuerpopreviamenteexcitado.
Se dividen enContinuosy Discontinuos:

8.  Los espectros de emisión continuos se obtienen al pasar las radiaciones de cualquier sólido
incandescente por un prisma. Todos los sólidos a la mismaTemperatura producen espectros de
emisión iguales.
 Los espectros de emisión discontinuos se obtienen al pasar la luz de vapor o gas excitado. Las
radiaciones emitidas son características de los átomos excitados.
ESPECTROSDEABSORCIÓN: Sonlosespectrosresultantesdeintercalarunadeterminadasustancia
entre una fuente de luzy un prisma
También se dividen en continuos ydiscontinuos:
 Los espectrosdeabsorción continuosseobtienenalintercalarelsólidoentre el focoderadiación
y el prisma.Así, por ejemplo,siintercalamosunvidrio de colorazul quedanabsorbidastodaslas
radiaciones menos el azul.
 Los espectrosde absorcióndiscontinuosseproducenalintercalarvaporo gas entre la fuente de
radiaciónyel prisma.Se observan bandaso rayas situadasa la mismalongituddeonda que los
espectros de emisión de esos vapores o gases.
7. Dibujar las partes del mechero Bunsen.
8. Si lalíneaespectral del hidrogeno tieneunalongitud deondade410nm.Cuál essu energíaen
Kcal/mol.
Solución:
Remplazando.
𝑬 =
𝒉𝒄
𝝀
= 𝒉𝒗
𝑬 =
𝟔, 𝟔𝟐𝟔𝟎. 𝟏𝟎−𝟑𝟒 𝒋. 𝒔. 𝟑. 𝟏𝟎 𝟖 𝒎/𝒔

9. 𝟒𝟏. 𝟏𝟎−𝟖 𝒎
= ℎ𝑣

10. 𝑬 =
𝟔, 𝟔𝟐𝟔𝟎. 𝟏𝟎−𝟑𝟒. 𝟑. 𝟏𝟎 𝟖
𝟒𝟏. 𝟏𝟎−𝟖
𝒋
𝑬 = 𝟒, 𝟖𝟒. 𝟏𝟎−𝟑𝟓 𝐣. 𝟎,
𝟐𝟒𝐜𝐚𝐥
= 𝟏, 𝟏𝟔. 𝟏𝟎−𝟑𝟓 𝐜𝐚𝐥 = 𝟏, 𝟏𝟔. 𝟏𝟎−𝟑𝟖
𝐊𝐜𝐚𝐥
𝐣 𝐦𝐨𝐥
Rpta: = 𝟏, 𝟏𝟔. 𝟏𝟎−𝟑𝟖
𝐊𝐜𝐚𝐥
𝐦𝐨𝐥
VII. REFERENCIASBIBLIOGRAFICAS:
 UNAM: Varios Autores. 1994.QuímicaGeneral:LaboratorioyTaller.UNAM-SITESA.México.
 Frías, O. M.C. y Colab.1990. ManualdeQuímicaExperimentalIy II. UJAT. México.
 CHANG, Raymond:(2002)“QuímicaExperimental”.3raEdición.EditorialSanMarcos.Lima -Perú.
 R. Chang. "Química".1999.McGraw-Hill,México.
 Química.ProblemasyejerciciosdeaplicaciónparaQuímica.Autor: Coba, Yael Editorial:Eudeba
Edición:1º-2010ISBN : 978-950-23-1702-1página27.
 Rodríguez, Santos, E. 1980. TécnicaQuímicadeLaboratorio.4ºedición.GustavoGilli.Madrid
 BermejoBarrera.M del Pilar.Químicaanalíticageneral,cuantitativae instrumental.
 Álvarez Jiménez, M. D. y GómezdelRío, M. I. Guía DidácticaQuímicaAnalíticaII.UNED. 1999.
 BermejoBarrera.M del Pilar.Químicaanalíticageneral,cuantitativaeinstrumental.Editorial
Paraninfo.7maEdición.ISBN: 8428318093.1990.
 Burriel,M.F., Lucena,C.F.QuímicaAnalítica Cuantitativa.EdiciónRevolucionaria.La Habana.1978.