Prueba de llama de zinc

Publicado el 8 septiembre, 2020 por Rodrigo Ricardo

Introducción

Objetivo: Comprender los elementos contenidos en diferentes artículos del hogar mediante la prueba de llama.
Años: Escuela secundaria y superior con un adulto
Preocupaciones de seguridad: Las velas tienen llama abierta y deben tratarse con precaución. Utilice siempre gafas de seguridad.
Hora: 2 días

Imagine la víspera de Año Nuevo y la gente vitoreando los fuegos artificiales de colores brillantes que explotan e iluminan la noche. Pero recuerdas que cada vez que has quemado algo, por lo general es solo naranja, o tal vez un poco azul. ¿Cómo obtienen esos magníficos colores?


Los fuegos artificiales se crean a partir de elementos específicos
fuegos artificiales

La respuesta, por supuesto, se basa en la química. Hoy, utilizaremos una prueba de llama para comprender cómo se crean llamas de diferentes colores, como las que ves en los fuegos artificiales. Una prueba de llama implica quemar un elemento y observar el espectro de emisión o el color de la luz producida.

Sin embargo, en la ciencia no todo es solo un espectáculo. Cada elemento tiene un color característico y los científicos pueden usar esta información para identificar compuestos desconocidos. Hoy, vamos a identificar los compuestos que se encuentran en los artículos domésticos más comunes: cremor tártaro, sal de mesa y bórax (un tipo específico de detergente para la ropa). Usaremos la siguiente tabla, con colores conocidos de diferentes elementos en la prueba de llama, para identificar qué elementos están en qué productos domésticos.

Metal Color de la llama
Boro Verde
Sodio Amarillo
Potasio Púrpura

El boro arde en verde durante una prueba de llama
prueba de llama de boro

Materiales

  • 1 vela y fósforos
  • 3 palitos de paleta de madera
  • 1 vaso grande de agua destilada
  • 1 cucharadita de cremor tártaro, sal de mesa y bórax
  • 1/4 taza de agua en un plato pequeño
  • Gafas protectoras
  • Tabla de datos como esta:
Sustancia Color de la llama Elemento
Cremor tártaro
Sal de mesa
Bórax

Pasos

1. Primero, remoje sus palitos de helado durante la noche en el agua destilada. Es muy importante que haga esto para que los palos no se incendien en su prueba de llama. Al día siguiente, sácalos del agua y colócalos sobre una toalla de papel. Tenga cuidado de no contaminar el extremo que va a poner en la llama.

¡¡Consejo de Seguridad!! Tenga cuidado al encender la vela. Siempre use sus gafas de seguridad y mantenga su rostro alejado de las llamas abiertas. Ate el cabello largo y la ropa suelta.

2. A continuación, encienda su vela con los fósforos. Tenga cuidado de no quemarse con los fósforos.

3. Ahora, sumerja su primer palito de paleta empapado en el crémor tártaro. Pase el palito de helado por la llama varias veces y registre sus resultados. Coloque el palito usado en un plato de agua.

4. Repita el paso 3 con las otras dos sustancias y los otros dos palitos de helado.

5. Ahora, use la tabla en la introducción para identificar qué elemento estaba en qué sustancia.

Solución de problemas

Si no obtiene ningún color en sus llamas, sumerja su palito de paleta en la sustancia varias veces. Si todas las llamas son del mismo color, es posible que haya contaminado el extremo del palo, o que el palo se esté quemando si no lo remojó durante la noche.

Preguntas de discusión

¿Los colores que observaste fueron los que pensabas que serían?

¿Por qué crees que las llamas cambian de color?

¿Qué otros elementos crees que podrían cambiar el color de la llama?

Cómo funciona

Es posible que haya notado que todos los elementos utilizados en este experimento son metales. Los metales son elementos duros que conducen fácilmente el calor y la electricidad. La electricidad implica la transferencia de pequeñas partículas cargadas negativamente llamadas electrones . Por lo tanto, los electrones se liberan fácilmente de los metales. Los electrones normalmente existen en un estado fundamental flotando alrededor de los átomos de metal, pero pueden moverse a un estado excitado si absorben suficiente energía. Cuando los metales se calientan, los electrones absorben energía térmica. La energía hace que se exciten y salten a un estado de energía superior.


Los electrones absorben energía para pasar de un estado fundamental a un estado excitado
estados de electrones

Pero este salto no dura para siempre. Finalmente, los electrones vuelven a su estado normal. Cuando hacen esto, liberan la energía que obtuvieron del calor en forma de luz. Piense en estos electrones como niños. Si les das demasiada azúcar (energía), corren tan fuerte como pueden, muy emocionados. Pero eventualmente, el azúcar termina y colapsan. Los electrones ganan energía, se excitan, pero luego vuelven a bajar y liberan la energía, como lo hacían los niños mientras corrían.


Cuando un electrón regresa al estado fundamental, libera luz.
espectro de emisión

Los electrones de cada elemento se comportan de manera diferente, por lo que cada uno libera un tipo diferente de luz. Así es como cada elemento libera un color diferente. Otros elementos también pueden liberar electrones durante la prueba de llama, pero los metales tienden a producir los colores más notables debido a su conductividad.

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