GREEN2 Atomi che colorano la fiamma
29 Marzo 2011
Il gruppo ha a disposizione piccole quantità dei tre composti:
NaCl, cloruro di sodio (formato da cloro e sodio),
Nal, ioduro di sodio (formato da da iodio e sodio),
KI, ioduro di potassio (formato da iodio e potassio).
Problema da risolvere: quale singolo atomo è responsabile di ogni colorazione osservata alla fiamma?
Per testare una sostanza alla fiamma, occorre prima pulire bene l'estremità di un filo al Ni-Cr con l'acido, ribagnandolo e riportandolo alla fiamma più volte, fino a quando questa non si colorerà più. Quindi si fanno aderire uno-due cristallini della sostanza sulla punta del filo bagnato con l'acido e lo si introduce nella parte esterna della fiamma, vicino al cono blu.
E' evidente che con questo metodo si possono mettere nella fiamma non meno di due atomi per volta.
Perciò provando una sostanza non sapremo quale dei due atomi emette la luce osservata.
Ma ripetendo la prova con le altre due sostanze composte, ciascuna delle quali contiene uno degli atomi iniziali, e confrontando i risultati, si dovrebbe riuscire a scoprire quale atomo produce ciascun colore.
Tabella delle osservazioni
Deduzioni: Dal confronto tra la prima e la seconda sostanza si deduce che il colore sotto osservazione del primo esperimento deriva dal potassio. Mentre il colore arancione che abbiamo osservato nel secondo e nel terzo esperimento è derivato dal sodio, che è presente in entrambi i composti. OK
Conclusioni:
elemento/atomo
K
Na
colorazione caratteristica
violetto
arancione
Questionario
1. Verificate la presenza in laboratorio di altre sostanze contenenti i due elementi che emettono luce visibile alla fiamma (anche le sostanze elementari), e dite come potrebbero essere usate per confermare i vostri risultati. ???
2. Quale evidenza permette di dire che gli atomi capaci di emettere la luce si distaccano dal solido e passano nel gas della fiamma.
La fiamma colorata arriva molto più in alto rispetto a dove è posto il filo. perciò questo vuol significare che alcuni atomi si sono staccati e hanno prodotto la loro luce più in alto. OK
3. Gli atomi di nichel e cromo, di cui è fatto il filo, emettono luce alla fiamma?
No, solo se però il filo di nichel è ben pulito. OK
3a. Perché? (suggerimento: tenete conto della precedente domanda).
Perché non si forma nessuna goccia sull'estremità del filo di nichel, quindi le molecole e gli atomi di nichel e di cromo non si separano, non vaporizzano e perciò non possono eccitarsi e diseccitarsi producendo dei coloribruciare. correggere questo.
Affinché gli elettroni emettano luce bisogna che essi si eccitino assorbendo energia, e che la rilascino una volta diseccitati tornando allo stato fondamentale, ma in questo caso ciò non succede quindi la gocciolina rimanente sulla punta del filo non sublima. Leggendo questa frase sembra che la non sublimazione sia causata dalla non eccitazione-diseccitazione. Correggete quel "quindi".
3b. Cosa si dovrebbe fare per ottenere la luce caratteristica anche di tali atomi?
Bisogna sottoporre gli atomi a eccitazioni più forti (come una scarica elettrica) OK
4. L'acido (cloridrico) usato per pulire il filo contiene idrogeno e cloro (HCl).
4a. Perché si poteva scartare l'ipotesi che gli atomi di cloro colorano la fiamma già facendo la pulizia del filo?
Perché ogni volta che immergevamo il filo nell'HCl la fiamma colorata diminuiva OK
4b. Perché l'idrogeno nel tubo a gas emetteva la colorazione lilla mentre gli atomi di idrogeno presenti nell'acido non danno nessuna colorazione?
Perchè siccome l'idrogeno è legato al cloro e la molecola non si separava, la colorazione dell'idrogeno non si vede più. L'ipotesi è plausibile, però tenete conto che nella fiamma c'è abbondanza di atomi di idrogeno che si formano durante la combustione del metano (CH4) ma essi non emettono la luce violetta caratteristica. Evidentemente la temperatura della fiamma non è abbastanza alta da portare l'elettrone ai livelli 3, 4 o 5, dai quali, diseccitandosi, produrrebbero le emissioni di luce nel visibile.
5. Se in una fiamma sono presenti diversi elementi capaci di emettere luce, come si fa a distinguere ciascuno di essi?
Si deve osservare la loro luce con uno spettroscopio. OK
6. Come fanno gli astrofisici (o astrochimici!) a dire che in una certa stella lontana ci sono determinati elementi?
Bisogna osservarle osservarle con uno spettroscopio e identificare gli elementi dalle righe caratteristiche. OK
7. Se si mette un filo di rame pulito alla fiamma non si osserva nessuna colorazione, così come accade per altri metalli come nichel e cromo. Se invece lo poniamo prima in acido cloridrico otterremo la luce verde smeraldo caratteristica del rame, come se avessimo posto direttamente il cloruro di rame sulla fiamma. Come spiegate questo comportamento? (Una risposta corretta)
A) Sono gli atomi di cloro uniti a quelli di rame che danno la colorazione verde
B) È in realtà l'atomo di cloro che emette la luce verde
C) Il metallo è più difficile da vaporizzare del cloruro di rame OK
D) Il cambiamento di colore della fiamma è dovuto alla reazione chimica tra cloro e rame.
8. Gli atomi volatilizzati nella fiamma emettono la luce (due risposte)
A) in maniera continua
B) a intervalli regolari
C) a intervalli casuali OK
D) solo dopo essersi eccitati OK
9. Se si analizzasse con lo spettroscopio la luce proveniente da un solo atomo (una risposta corretta)
A) si vedrebbe una sola riga per volta OK
B) si vedrebbero ogni volta due righe: una per il livello di partenza e una per quello di arrivo del'elettrone
C) si vedrebbero contemporaneamente tutte le righe dello spettro in modo continuo
D) si vedrebbe tutto lo spettro a intermittenza irregolare.
10. Quali differenze tra gli atomi dei diversi elementi fanno sì che le energie dei livelli n=1, n=2, n=3, ecc... siano diverse in atomi diversi (e di conseguenza gli spettri siano diversi)?
Il numero dei protoni. OK
*Le foto le ha Pellerino!! Deve metterle lui!
STORICO
Prima bozza Compagnucci: bene dati, deduzioni e conclusioni. Questionario: risposte 2, 4 e 8 corrette (o copiate?)
Per gli altri ci sono molte cose da fare: mettere foto, sistemare o rispondere alle domande 1, 3, 4b, 5, 6, 7, 9, 10.
Bozza 31 marzo Ciccotti e Compagnucci. Sistemato tutto tranne la risposta 3
Bozza 1 aprile Compagnucci: risbaglia la 3a;
Bozza 3 aprile Ciccotti 6 e 7
mettere foto e sistemare la 3a. Se Gonzales e Pellerino non intervengono entro due giorni si prendono 1.
Bozza 5 aprile Pellerino e Gonzales: tentativo di sistemare la 3b, concluso per Gabriele e quasi concluso per Ivan. Comunque la bozza viene approvata.