Este documento presenta un trabajo de laboratorio sobre espectroscopia realizado por un estudiante de física. Explica los conceptos teóricos de la espectroscopia y describe un experimento para identificar los colores emitidos por diferentes sales cuando son calentadas con una llama, relacionando los colores con las transiciones de energía cuántica en los átomos.

1. TRABAJO DE LABORATORIO
ESPACIO CURRICULAR: FISICA DEL UNIVERSO
TEMA: ESPECTROSCOPIA
PROFESORA:MARIA EUGENIA HUARANCA
ALUMNO: MATIASMAURICIO DUARTE
CARRERA:FISICA
AÑO: 2016

2. MARCO TEORICO:
La espectroscopia o espectroscopía es el estudio de la interacción entre la
radiación electromagnética y la materia, con absorción o emisión de energía
radiante. Tiene aplicaciones en astronomía, física, química y biología, entre
otras disciplinas científicas.
El análisis espectral se basa en detectar la absorción o emisión de radiación
electromagnética a ciertas longitudes de onda, en relación con los niveles de
energía implicados en una transición cuántica.
Existen tres casos de interacción con la materia:
 choque elástico: existe sólo un cambio en el impulso de los fotones (por
ejemplo, los rayos X, la difracción de electrones y la difracción de
neutrones);
 choque inelástico: por ejemplo, la espectroscopia Raman;
 absorción o emisión resonantede fotones.
Espectroscopia. Es una técnica instrumental ampliamente utilizada por los
físicos y químicos para poder determinar la composición cualitativa y
cuantitativa de una muestra, mediante la utilización de patrones o espectros
conocidos de otras muestras. El análisis espectral permite detectar la
absorción o emisión de radiación electromagnética de ciertas energías, y
relacionar estas energías con los niveles de energía implicados en una
transición cuántica.
El mecanismo por el cual la materia emite radiación electromagnética es el
dominio de la espectroscopia. La radiación electromagnética se atribuye a las
diferencias de energía en las transiciones de los electrones de unos niveles
atómicos a otros. La espectroscopia se relaciona en la mayoría de los casos
con la tercera interacción. Estudia en qué frecuenciado de una onda-
sustancia puede absorber o emitir energía en forma de un cuanto de luz.
La energía de un fotón (un cuanto de luz) de una onda electromagnética o su
correspondientefrecuencia equivale a la diferencia de energía entre dos
estados cuánticos de la sustancia estudiada:
∆E= h.V

3. donde h es la constante de Planck, V es la frecuencia del haz de luz u onda
electromagnética asociada a ese cuanto de luz y ∆E es la diferencia de
energía. Esta ecuación es conocida también como la ecuación básica de la
espectroscopia. Las diferencias de energía entre estados cuánticos dependen
de la composición elemental de la prueba o de la estructura de la molécula, y
por eso este método proporciona información importantepara astrónomos,
físicos, químicos y biólogos
El Espectrómetro es un aparato capaz de analizar el espectro característico
de un movimiento ondulatorio. Se aplica a variados instrumentos queoperan
sobreun amplio campo de longitudes de onda.
EL ENSAYO A LA LLAMA:
El ensayoa la llama es un proceso analítico usado en química para detectar
la presencia de ciertos elementos, principalmente iones de metales, basado
en el espectro de emisión característico a cada elemento. El color de
la llama también puede depender de la temperatura.
El ensayo a la llama es rápido y fácil de ejecutar, y no requiere equipamiento
alguno que no se encuentre generalmente en un laboratorio de química. Sin
embargo, el rango de elementos detectados es pequeño, y el ensayo se
apoya en la experiencia subjetiva del experimentador, en vez de mediciones
objetivas. La prueba tiene dificultad en detectar concentraciones pequeñas
de algunos elementos, mientras que puede producirseun resultado muy
fuerte para algunos otros, lo que tiende a "ahogar" las señales más débiles.
PROBLEMAS:
 ¿A que se deben los espectros observados duranteelensayo a la llama
cuando se calientan las sales?
 ¿Hay ventaja al usar una garrafa con gas butano en vez de alcohol
etílico?

4. OBJETIVOS:
 Identificar los colores de las sales al exponerle la energía de la llama y
determinar a qué se debe
 Establecer la longitud de onda, frecuenta y energía de los colores
irradiados por medio de los espectros visibles
MATERIALES:
 SALES:
- Cloruro de Bario
- Cloruro de Sodio
- Sulfato de Cobre
- Yoduro de Potasio
- Bromuro de Potasio
 Garrafa de laboratorio
 Alcohol etílico
 Probeta
 Recipiente de porcelana
 Espátula
 Fósforos
PROCEDIMIENTOS:
 Con alcohol etílico: con la espátula o cuchara, agregar la saldentro del
recipiente de porcelana

5. A continuación introducimos la probeta en el frasco de alcohol etílico
para succionar un mol del mismo, de modo que podamos colocarlo en
el recipiente
Una vez mezclados ambos elementos, usamos los fósforos para
producir la combustión del alcohol

6. Ahora apagamos las luces del laboratorio para poder observar el
fenómeno
Lo mismo hacemos con todas las sales nombradas y están son las
imágenes obtenidas

8.  Con gas butano: exponemos las sales directamente sobrela llama y
observamos como seve el espectro
‡ cabe destacar que, al momento de hacer la experiencia, la garrafa no
se encontraba en condiciones optimas para poder hacerlo de manera
correcta. Es por eso que no acotamos imágenes en este trabajo.

9. REQUISITOS:
SAL ESPECTROS LONGITUD
DE ONDA
FRECUENCIA ENERGIA
CLORURO
DE BARIO
verde
SULFATO DE
COBRE
verde
CLORURO
DE SODIO
anaranjado
ZINC
Celeste
YODURO DE
POTASIO
Lila-violeta
BROMURO
DE POTASIO
violeta
CONCLUSIONES:
Los espectros observados en estos experimentos se deben al movimiento de
los electrones de los átomos de las sales que, al ser excitados por la energía
de llama, comienzan a moversey a liberar energía, de tal modo que al volver
a su nivel de energía inicial, estos destellan formando los espectros que
observamos en este experimento.
El análisis espectral se basa en detectar la absorción o emisión de radiación
electromagnética a ciertas longitudes de onda, en relación con los niveles de
energía implicados en una transición cuántica.
Existen tres casos de interacción con la materia:
 choque elástico: existe sólo un cambio en el impulso de los fotones (por
ejemplo, los rayos X, la difracción de electrones y la difracción de
neutrones);
 choque inelástico: por ejemplo, la espectroscopia Raman;
 absorción o emisión resonantede fotones.