ESPECTROS ATÓMICOS Y TUBOS DE DESCARGA
INTRODUCCIÓN
En esta práctica de laboratorio se describirán los diferentes tubos de descarga, se definirán y mostraran el concepto de espectros electromagnéticos y atómicos, con el fin de efectuar la comparación teórico-experimental de la observación de espectros de emisión a través del espectroscopio.
MARCO TEÓRICO.
· Tubos de rayos catódicos o tubos de descarga
Joseph John Thomson trabajó con tubos de rayos catódicos (tubos de descarga). Los tubos de descarga son unos tubos de vacío, pero con sedimentos de gases, y con dos electrodos (uno a cada lado): un ánodo (electrodo positivo) y un cátodo (electrodo negativo). Al calentar el cátodo, se emite una radiación que se dirige al ánodo. Si las paredes del tubo están cubiertas de material fosforescente, brillan intensamente y su color varía dependiendo del tipo de gas que queda en el tubo.
Thomson y otros científicos querían saber qué era esa emisión de luz y formularon varias hipótesis. Al principio pensaban que era una radiación, pero luego pensaron que venía de los átomos que quedaban en el interior del tubo. Por lo tanto, para saber si provenían de los átomos intentaron desviar los rayos con electricidad ya que los rayos tenían carga negativa porque iban del electrodo negativo al positivo. Sin embargo, no lo conseguían. Finalmente, Thomson logró crear un vacío casi perfecto en un tubo y consiguió desviar los rayos. Thomson dedujo que el gas que quedaba en los tubos se convertía en un conductor de electricidad y, por tanto, impedía que se desviaran los rayos. Al eliminar casi todo el gas, ya no podía conducir y los rayos se podían desviar. También pensó que los rayos estaban formados por unos corpúsculos mucho más pequeños que el átomo y con una carga negativa muy alta. De esta forma descubrió el electrón. Más tarde, logró determinar su masa e ideó su modelo atómico.
DESCRIPCIÓN DE TUBOS DE DESCARGA
Consiste en un tubo de vacío por el cual circulan una serie de gases, que al aplicarles electricidad adquieren fluorescencia, de ahí que sean llamados fluorescentes. A partir de este procedimientos se distinguen tres diferentes tubos de descarga utilizados para fines experimentales que se encuentran a continuación.
· Tubo de Crookes o tubo de cruz de malta
El Tubo de Crookes es un cono de vidrio con 1 ánodo y 2 cátodos. Es una invención del científico William Crookes en el siglo XIX.
CRUZ DE MALTA
Procedimiento
a) Colocar los electrodos (positivo y negativo) a cada extremo del tubo.
b) Colocar fluorescente en el extremo del tubo opuesto al cátodo para formar una pantalla fluorescente.
c) Colocar una cruz en la mitad del tubo
d) Conectar los electrones a la fuente de voltaje mediante cables separados.
e) Aplicar alto voltaje
f) Observar lo que ocurre.
Resultado
Al aplicar alto voltaje, los rayos catódicos atravesaron la cruz y al llegar estos a la Pantalla fluorescente, la sombra de la cruz se vio reflejada en ella.
Conclusión
MOLINETE
Procedimiento
a) Colocar los electrodos (positivo y negativo) a cada extremo del tubo.
b) Colocar fluorescente en el extremo del tubo opuesto al cátodo para formar una pantalla fluorescente.
c) Colocar un molinete en la mitad del tubo
d) Conectar los electrones a la fuente de voltaje mediante cables separados.
e) Aplicar alto voltaje
f) Observar lo que ocurre
Resultados
Al producirse los rayos catódicos, y atravesar el molinete, este comenzó a girar sin detenerse en la misma dirección que los rayos catódicos
Conclusión
Al moverse el molinete, se concluye que los rayos catódicos tienen masa, ya que todo lo que tiene masa tiene energía. Además, estos se desplazan rápidamente.
Ø Composición del aire
| Componente | Concentración aproximada | |
| 1. Nitrógeno | (N) | 78.03% en volumen |
| · Oxígeno | (O) | 20.99% en volumen |
| · Dióxido de Carbono | (CO2) | 0.03% en volumen |
| · Argón | (Ar) | 0.94% en volumen |
| · Neón | (Ne) | 0.00123% en volumen |
| · Helio | (He) | 0.0004% en volumen |
| · Criptón | (Kr) | 0.00005% en volumen |
| · Xenón | (Xe) | 0.000006% en volumen |
| · Hidrógeno | (H) | 0.01% en volumen |
| · Metano | (CH4) | 0.0002% en volumen |
| · Óxido nitroso | (N2O) | 0.00005% en volumen |
| · Vapor de Agua | (H2O) | Variable |
| · Ozono | (O3) | Variable |
Es un conjunto de radiaciones que emiten o absorben una sustancia o fuente de energía. Dichas radiaciones sirven para identificar la sustancia de manera análoga a una huella dactilar. Los espectros se pueden observar mediante espectroscopios que, además de permitir observar el espectro, permiten realizar medidas sobre éste, como la longitud de onda, la frecuencia y la intensidad de la radiación.
· Espectros atómicos
Cada átomo es capaz de emitir o absorber radiación electromagnética, aunque solamente en algunas frecuencias que son características propias de cada uno de los diferentes elementos químicos.
Mediante el suministro de energía calorífica, se estimula un determinado elemento en su fase gaseosa, sus átomos emiten radiación en ciertas frecuencias de lo visible, que constituyen su espectro de emisión.
Si el mismo elemento, también en estado de gas, recibe radiación electromagnética, absorbe en ciertas frecuencias de lo visible, precisamente las mismas en las que emite cuando se estimula mediante calor. Este será su espectro de absorción.
Ø Espectros de emisión
Son aquellos que se obtienen al descomponer las radiaciones emitidas por un cuerpo previamente excitado o promovido. En el espectro de emisión el elemento emite su propia luz dejando un espacio grande en negro dependiendo de cual sea el elemento y su longitud de onda.
DATOS TEÓRICOS
- Espectro de emisión del Argón (Ar)
· Espectro de emisión del Yodo (I)
· Espectro de emisión del dióxido de carbono (CO2).
Oxigeno
· Espectro de emisión del aire.
Nitrógeno
Oxigeno
DATOS OBSERVADOS
Argón: las líneas más notorias en la franja de colores del espectro de emisión del Argón observado con el espectroscopio fueron: Verde y azul.
Yodo: las líneas más notorias en la franja de colores del espectro de emisión del Yodo observado con el espectroscopio fueron: Morado, verde, azul y rojo.
Dióxido de carbono: Al observar a través del espectroscopio el tubo de descarga contenido con CO2, cabe resaltar que los colores más notorios fueron: morado, azul y amarillo.
Aire: Al observar a través del espectroscopio el tubo de descarga contenido con Aire, cabe resaltar que las líneas espectrales de emisión más notorias fueron: morado, azul y amarillo.
C
ONCLUSIONES
Por medio de estos espectros podemos identificar exactamente con que elemento puro o combinado tratamos.
Los colores vistos por nosotras en el espectroscopio se asemejan a los colores que la teoría nos presenta.
Podemos concluir y deducir que cada sustancia tiene su propio espectro (produciéndose cada uno por medio de incandescencia).
Observamos que por medio de el proceso de emisión se desprendía luz.
http://www.ingenieroambiental.com/?pagina=695
http://www.scribd.com/doc/19622798/Espectro-de-emision-y-absorcion
http://personales.ya.com/casanchi/fis/espectros/espectros01.htm#2
http://personales.ya.com/casanchi/fis/espectros/espectros01.htm#2
http://www.scribd.com/doc/13030134/Reporte-de-Thomson.
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