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Transiciones Electrónicas: Guía de Laboratorio de Química General, Ejercicios de Química

Universidad Cientifica del SurQuímica

Una guía de laboratorio para la práctica de transiciones electrónicas en química general. Incluye objetivos, fundamento teórico sobre la excitación de electrones y emisión de luz, métodos y materiales utilizados, procedimientos experimentales con ejemplos de cálculos y resultados para diferentes elementos químicos, así como una discusión y conclusiones sobre los resultados obtenidos. Se enfoca en la observación de la luz emitida por el salto de electrones en átomos excitados y el cálculo de la longitud de onda, frecuencia y energía asociada a cada radiación.

Tipo: Ejercicios

2020/2021

A la venta desde 13/05/2025

LIZSSC
LIZSSC 🇵🇪

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GUÍA DE LABORATORIO 2019
-
I
UNIVERSIDAD CIENTÍFICA DEL SUR
FACULTAD DE: Medicina Humana
LABORATORIO DE QUÍMICA
CURSO: QUÍMICA GENERAL
PROFESOR: Cristian Manuel Díaz Peña
INFORME DE PRÁCTICAS
PRÁCTICA N°: 03
TÍTULO: Transiciones Electrónicas
INTEGRANTES:
HORARIO DE PRÁCTICA
FECHA DE REALIZACIÓN DE LA PRÁCTICA: 04 de mayo del 2021
FECHA DE ENTREGA DEL INFORME: 07 de mayo del 2021
LIMA
–
PERÚ
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¡Descarga Transiciones Electrónicas: Guía de Laboratorio de Química General y más Ejercicios en PDF de Química solo en Docsity!

GUÍA DE LABORATORIO 2019 - I UNIVERSIDAD CIENTÍFICA DEL SUR FACULTAD DE: Medicina Humana LABORATORIO DE QUÍMICA CURSO: QUÍMICA GENERAL PROFESOR: Cristian Manuel Díaz Peña INFORME DE PRÁCTICAS PRÁCTICA N°: 03 TÍTULO: Transiciones Electrónicas INTEGRANTES: HORARIO DE PRÁCTICA FECHA DE REALIZACIÓN DE LA PRÁCTICA: 04 de mayo del 2021 FECHA DE ENTREGA DEL INFORME: 07 de mayo del 2021 LIMA –^ PERÚ

OBJETIVOS

  • Observar la luz emitida por el salto de electrones en átomos excitados eléctricamente.
  • Calcular la longitud de onda, frecuencia y energía asociada a cada una de las radiaciones observadas. ÁTOMO EXITADO LONGITUD DE ONDA

MÉTODOS Y MATERIALES

MATERIALES:

MECHERO

DE

BUNSEN

FOSFOROS PINZAS CAPSULAS DE

PORCELANATO

VIDRIO(azul de cobalto)

REACTIVOS

Distintas soluciones PROCEDIMIENTO: 1° experimento: emisión por excitación térmica en átomos de carbono

  • la entrada de aire y de gas del mechero deben estar cerradas - abrimos la entrada de gas(llama amarilla) y luego la de aire(llama azul)
  • cerramos la de entrada de aire(queda llama amarilla), entonces con ayuda de la pinza llevamos la cápsula de porcelanato
  • abrimos la entrada de aire(llama azul), con la pinza llevamos otra cápsula de porcelanato 2° experimento: emisión por excitación térmica en sales=prueba de cationes
  • en mezclas se usa vidrio de cobalto
  • se procede a rociar cada solución sobre el mechero para ver el color que emitió *estos son algunos ejemplos: DISOLUCION COLOR DE LA SOLUCION COLOR DE LA LLAMA Cloruro de sodio Incolora Naranja Cloruro de potasio Incolora lila Cloruro de calcio Incolora Rojo amarillo Cloruro de cobre Azul Verde Cloruro de litio Incolora Rojo intenso Cloruro de bario Incolora Amarillo verde

CÁLCULOS Y RESULTADOS

Como resultado del 1° experimento tenemos:

  • la cápsula de porcelanato puesto a la llama amarilla(llave de aire cerrada) se oscureció formando hollín
  • la capsula que fue puesta a la llama azul(presencia de aire) no sufrió ningún oscurecimiento Como resultado del 2° experimento
  • teniendo en cuenta el color emitido por cada solución, determinamos su longitud de onda
  • la 𝞴 asumida, la utilizaremos para hallar con una serie de fórmulas la energía del fotón ELEMENTO FORMULA COLOR Longitud de onda (ʎ) nm Frecuencia (ƒ) 𝑺−𝟏 Energía J/fotón Energía J/mol- fotón Energía kJ/mol CARBONO C dorado 625 4.79x10^14 31.74x10-^20 191.13x10^3 191. Frecuencia (s-^1 ) Energía (J/fotón) Energía (J/mol- fotón) Energía (KJ/mol):

4.79𝑥 1014. 𝑠−^1 𝑥6.626𝑥 10 −^34 𝐽. 𝑠 = 31.74𝑥 10 −^20 𝐽

31.74𝑥 10 −^20 𝑥6.022𝑥 1023 = 191.13𝑥 103

2.998𝑥 108 𝑚 .𝑠−^1 625 𝑛𝑚𝑥 1 𝑚 109 𝑛𝑚 =

8

− 1

625 𝑥 10 −^9 𝑚

17

14

− 1 Llama amarilla (^) Llama azul

ELEMENTO FORMULA COLOR Longitud de onda (ʎ) nm Frecuencia (ƒ) 𝑺−𝟏 Energía J/fotón Energía J/mol- fotón Energía kJ/mol CLORURO DE POTASIO KCl lila 415 7.22x10^14 47.84x10-^20 288.09x10^3 288. Frecuencia (s-^1 ) 𝟐.𝟗𝟗𝟖𝒙𝟏𝟎𝟖^ 𝒎.𝒔−𝟏 𝟔𝟎𝟓𝒏𝒎𝒙 𝟏𝒎 𝟏𝟎𝟗𝒏𝒎 =

Energía (J/fotón)

4. 95 𝑥 1014. 𝑠−^1 𝑥 6. 626 𝑥 10 −^34 𝐽. 𝑠 = 32. 8 𝑥 10 −^20 𝐽

Energía (J/mol- fotón)

32. 8 𝑥 10 −^20 𝑥 6. 022 𝑥 1023 = 197. 52 𝑥 103

Energía

(KJ/mol):^197.^52 𝑥^10

ELEMENTO FORMULA COLOR Longitud de onda (ʎ) nm Frecuencia (ƒ) 𝑺−𝟏 Energía J/fotón Energía J/mol- fotón Energía kJ/mol CLORURO DE CALCIO 𝑪𝒂𝑪𝒍𝟐 Rojo amarillo 605 4.95x10^14 32.8x10-^20 197.52x10^3 197. Frecuencia (s-^1 ) Energía (J/fotón) Energía (J/mol- fotón) Energía (KJ/mol):

8 𝑚 .𝑠 − 1 415 𝑛𝑚𝑥

9 𝑛𝑚

415 𝑥 10 −^9 𝑚

7.22𝑥 1014. 𝑠−^1 𝑥6.626𝑥 10 −^34 𝐽. 𝑠 = 47.84𝑥 10 −^20 𝐽

47.84𝑥 10 −^20 𝑥6.022𝑥 1023 = 288.09𝑥 103

ELEMENTO FORMULA COLOR Longitud de onda (ʎ) nm Frecuencia (ƒ) 𝑺−𝟏 Energía J/fotón Energía J/mol- fotón Energía kJ/mol CLORURO DE ESTRONCIO 𝑺𝒓𝑪𝒍𝟐 Rojo intenso 690 4. 34 x10^14 28.35x10- 20 173 .13x10^3 173. Frecuencia (s-^1 ) 𝟐.𝟗𝟗𝟖𝒙𝟏𝟎𝟖^ 𝒎.𝒔−𝟏 𝟔𝟗𝟎𝒏𝒎𝒙 𝟏𝒎 𝟏𝟎𝟗𝒏𝒎 =

Energía (J/fotón)

  1. 34 𝑥 1014. 𝑠−^1 𝑥 6. 626 𝑥 10 −^34 𝐽. 𝑠 = 28. 35 𝑥 10 −^20 𝐽 Energía (J/mol- fotón)
  2. 35 𝑥 10 − 20 𝑥 6. 022 𝑥 10 23 = 173. 13 𝑥 10 3 Energía (KJ/mol):^173.^13 𝑥^10 (^3). 𝐽𝑥 1 𝐾𝐽
  3. 𝐽 = 173. 13 𝐾𝐽/𝑚𝑜𝑙 ELEMENTO FORMULA COLOR Longitud de onda (ʎ) nm Frecuencia (ƒ) 𝑺−𝟏 Energía J/fotón Energía J/mol- fotón Energía kJ/mol CLORURO DE BARIO 𝑩𝒂𝑪𝒍𝟐 Amarillo verde 585 5.12x10^14 33.92x10-^20 204.26x10^3 204. Frecuencia (s-^1 ) 𝟐.𝟗𝟗𝟖𝒙𝟏𝟎𝟖^ 𝒎.𝒔−𝟏 𝟓𝟖𝟓𝒏𝒎𝒙 (^) 𝟏𝟎𝟏𝒎𝟗𝒏𝒎 =

Energía (J/fotón)

  1. 12 𝑥 1014. 𝑠−^1 𝑥 6. 626 𝑥 10 −^34 𝐽. 𝑠 = 33. 92 𝑥 10 −^20 𝐽 Energía (J/mol- fotón)
  2. 92 𝑥 10 − 20 𝑥 6. 022 𝑥 10 23 = 204. 26 𝑥 10 3 Energía (KJ/mol):^204.^26 𝑥^10 (^3). 𝐽𝑥 1 𝐾𝐽
  3. 𝐽 = 204. 26 𝐾𝐽/𝑚𝑜𝑙

ELEMENTO FORMULA COLOR LONGITUD DE

ONDA

MAGNESIO Mg ----------- No se conoce ALUMINIO Al ----------- No se conoce

DISCUSIÓN

  • En el video se observa como los electrones reaccionan ante la presencia de calor, emitiendo su energía que se muestra al generar un color determinado(según el campo de luz visible), el cual varia con cada elemento. Es complicado determinar un color exacto, ya que la percepción visual de cada persona varía, sin embargo, existen ciertos estándares generales que se han hecho conocidos a lo largo del tiempo por su uso en los juegos artificiales.
  • Cada elemento tiene un color característico que llevado al espectro electromagnético nos brindara la longitud de onda aproximada que podemos usar en la fórmula general de la energía del fotón, recalcando que los elementos que muestran un color blanco(luz blanca) a sido imposible reconocer su longitud de onda hasta ahora.

CONCLUSIONES

  • Hemos determinado que cada átomo dependiendo de su configuración electrónica emitirá una radiación, que al ser expuesto a la llama genera un color característico.
  • Es necesario determinar primero la frecuencia del fotón del elemento, que conjugado con la constante de Planck nos brindará la energía del fotón. Y respecto a la luz blanca hemos concluido, que se trata de la luz madre que se genera de la combinación de colores, por lo cual no se puede determinar su longitud de onda.

CUESTIONARIO

1. Explicar el espín nuclear e imágenes por resonancia magnética nuclear (RMN) El espín es una propiedad física de las partículas subatómicas, indica el momento angular de estas, de manera fija. Proviene de la locución inglesa: ‘‘spin’’, que significa girar. ‘‘Al igual que el espín electrónico, el espín nuclear genera un pequeño campo magnético y tiene dos valores permitidos. En ausencia de un campo magnético externo (izquierda), los dos estados de espín tienen la misma energía. Si se aplica un campo magnético externo (derecha), la alineación paralela del campo magnético nuclear tiene menor energía que la alineación antiparalela. La diferencia de energía, ΔE, está en la porción de radiofrecuencias del espectro electromagnético.’’^3 4. Explicar el funcionamiento del microscopio electrónico mediante la mecánica cuántica. El microscopio electrónico utiliza electrones con alta energía para realizar observaciones a diferencia del óptico, que se sirve de la luz (fotones). La energía que se maneja en estos sistemas está representada por una unidad denominada electronvoltio (símbolo eV) La mecánica cuántica estudia los sistemas atómicos, subatómicos, su interacción según las condiciones, etc.; el problema era que para poder observar esto, sería necesario un instrumento óptico con una potencia lo suficientemente grande como para poder superar a todos los que ya existían. La solución era utilizar un sondeo tan pequeño como el objeto a observar, y la respuesta fueron los electrones, los cuáles son usados en forma de haz para lograr una mejor observación de las muestras. 5. ¿Qué es un rayo láser?, ¿cómo se emite? Laser es un acrónimo que significa amplificación de la luz por emisión estimulada de radiación. El láser es un tipo de luz no natural, el cual, al contrario de los otros tipos de luz visibles, posee en sus ondas de luz una alineación casi perfecta. Esto hace que una gran cantidad de luz y energía se concentre en un pequeño punto, llegando a recorrer distancias mucho más largas, ya que tiende a no dispersarse.