ORANGE2 Atomi che colorano la fiamma

29 Marzo 2011

Il gruppo ha a disposizione piccole quantità dei tre composti:

SrBr₂, bromuro di stronzio (formato da bromo e stronzio),

SrCl₂, cloruro di stronzio (formato da cloro e stronzio),

BaCl₂, cloruro di bario (formato da da cloro e bario).

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 terza sostanza deduciamo che il colore rosso è derivato dagli atomi di Sr. Nella 2 il colore verde arriva da Ba perchè nella 3 l'elemento neutro è Cl. OK

Conclusioni:

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?

il fatto che il colore della fiamma arrivi più in alto del filo OK

3. Gli atomi di nichel e cromo, di cui è fatto il filo, emettono luce alla fiamma?

no OK

3a. Perché? (suggerimento: tenete conto della precedente domanda).

perchè se mettiamo il filo pulito sotto nella fiamma questa non si colora OK

3b. Cosa si dovrebbe fare per ottenere la luce caratteristica anche di tali atomi?

si dovrebbe fargli subire eccitazioni maggiori 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?

perchè ad ogni pulizia la fiamma non si colorava più 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 sono fusi con il cloro con cui è difficili farli staccare con quella fiamma. bisogna fargli subire maggiori eccitazioni e ciò richiede temperature maggiori OK

5. Se in una fiamma sono presenti diversi elementi capaci di emettere luce, come si fa a distinguere ciascuno di essi?

bisogna usare lo spettroscopio OK

6. Come fanno gli astrofisici (o astrochimici!) a dire che in una certa stella lontana ci sono determinati elementi?

bisogna sempre usare lo spettroscopio 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 di orbite e il numero di protoni nel nucleo OK

STORICO

Approvate le due bozze consecutive di Riccardo (30-mar, 01-apr), mentre gli altri stavano a guardare.

(Roberto ha effettuato un accesso senza apportare miglioramenti significativi il 4 aprile)