Uso de pruebas de llama para identificar iones metálicos

¿Qué es una prueba de llama?

Imagina una celebración de Nochevieja. No puede esperar a ver la fabulosa exhibición de fuegos artificiales. Mientras todos cuentan hacia el Año Nuevo, los estallidos de luz deslumbran el cielo. Los rojos, naranjas, azules y verdes brillantes explotan, dejando una ligera neblina en el aire.

¿Alguna vez has pensado en lo que hace que esos colores brillantes Sorprendentemente, toda esa diversión se reduce a la química. En el interior de los fuegos artificiales hay diferentes metales y cuando se encienden emiten una luz de diferentes colores.

Los químicos utilizan este mismo principio para determinar la identidad de metales desconocidos mediante una prueba de llama. Durante una prueba de llama , los químicos toman un metal desconocido y lo ponen bajo una llama. La llama cambiará de color según el metal que haya en la sustancia. Luego, los científicos pueden identificar su sustancia desconocida. Echemos un vistazo detallado a cómo funciona esto.

¿Cómo funciona la prueba de llama?

Los metales están compuestos de átomos individuales, que contienen un núcleo de protones y neutrones y capas externas de electrones, que flotan libremente alrededor del núcleo. Los átomos de metal suelen existir como iones o un átomo con carga. Los iones metálicos suelen ser cationes, lo que significa que tienen una carga positiva.

Los electrones de los iones metálicos rodean el núcleo en capas llamadas orbitales . A medida que los orbitales se alejan del núcleo, aumenta su nivel de energía. Los electrones necesitan absorber energía para moverse a un orbital de mayor energía.

Resulta que esto es exactamente lo que sucede durante la prueba de llama. Durante la prueba de llama, los iones metálicos se exponen a la energía térmica o al calor de la llama. Los electrones en el orbital externo absorben la energía y rebotan temporalmente a un nivel de energía más alto. Sin embargo, los electrones no se quedan ahí. Finalmente, vuelven a su nivel original de energía del suelo. A medida que retroceden al nivel de energía más bajo, liberan la energía que absorbieron en forma de luz.

La luz puede ser de diferentes colores, dependiendo de una propiedad de las ondas de luz, llamada longitud de onda. La longitud de onda es la distancia entre los picos de las ondas de luz. La luz con longitudes de onda más largas aparece roja y la luz con longitudes de onda más cortas aparece púrpura.

Todos los metales tienen diferentes configuraciones de electrones, que producirán diferentes longitudes de onda de luz durante la prueba de llama. Las diferentes longitudes de onda se ven como colores diferentes. Así, cada metal en particular emitirá un color de luz característico, que hace que la llama cambie de color. El litio es un metal que produce luz con una longitud de onda más larga durante la prueba de llama, lo que hace que la llama se vuelva roja. Las sustancias que contienen sodio se vuelven anaranjadas, mientras que las sustancias que contienen calcio se vuelven más de un color amarillo-rojo. Las sustancias con iones de potasio producen una llama de color púrpura claro y el cobre produce un color azul verdoso característico.

Ion de metal	Color de prueba de llama
Litio	rojo
Sodio	naranja
Calcio	Rojo amarillo
Potasio	Púrpura
Bario	Verde pálido
Cobre	Azul verde

¿Cómo se usa la prueba de llama?

Entonces, ahora que está entusiasmado con la prueba de llama, aprendamos a usarla de manera segura. Como cualquier experimento que involucre químicos y calor, deberá tomar todas las precauciones de seguridad. Use guantes resistentes al calor, gafas protectoras y un delantal de química para protegerse. Tenga mucho cuidado al usar la llama y siempre aleje todo lo inflamable de su espacio de trabajo. Si tienes el pelo largo, asegúrate de atarlo hacia atrás para que no se mueva hacia las llamas.

Primero, asegúrese de que su circuito de prueba de llama esté totalmente limpio. Si tiene algún residuo, podría afectar el color de la llama y sus resultados. Si su bucle debe lavarse primero, puede sumergirlo en ácido y luego enjuagar con agua y secar.

A continuación, encienda su mechero Bunsen después de conectarlo con cuidado al gas. Asegúrese de que la llama no sea demasiado baja, pero no tan alta como para soplar en el aire. Sumerja su bucle limpio en su sustancia y lleve el bucle al borde de la llama. Pásalo por la llama y observa el cambio de color. Luego puede mirar una tabla de cambios de color conocidos para decidir qué metal contiene su sustancia.

Resumen de la lección

Los iones metálicos son átomos cargados positivamente que emiten un color característico durante la prueba de llama . Cuando la energía térmica es absorbida por los electrones en el ion metálico, saltan a un orbital más alto . Cuando vuelven a su órbita a nivel del suelo, liberan energía en forma de luz. Cada ion metálico tiene una configuración única de electrones, por lo que cada metal libera luz de una longitud de onda diferente , que corresponde a un color diferente.

Ion de metal	Color de prueba de llama
Litio	rojo
Sodio	naranja
Calcio	Rojo amarillo
Potasio	Púrpura
Bario	Verde pálido
Cobre	Azul verde

Para realizar la prueba de llama, sumerja un bucle limpio en la sustancia y páselo por una llama, observando el color. Luego compare el color con las emisiones conocidas de diferentes iones metálicos.