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Metodología experimental

Para pode realizar este experimento usamos el espectrómetro con rejilla difractante graduada, una lente con una resolución de 7500 líneas/pulg y una escala graduada a 10exp(-5)cm, 15000 lineas7pulg. Así como también una fuente de 5000V que genera 0,18 Amp para la determinación de gases desconocidos, 3 tubos contenedores de gases, los cuales vamos analizar detalladamente y observar sus líneas espectrales y una resistencia variable fijada a 750Ω.

A continuación identificaremos tres tipos de gases diferentres, para esto se conecta la resistencia variable entre la fuente y uno de los electrodos sobre los cuales es fijado el tubo de estudio, este último queda ubicado en frente del colimador del espectrómetro. Para calibrar este equipo se hace uso de un tubo contenedor de mercurio, se usa este gas por poseer líneas espectrales muy simples y fáciles de visualizar, con conocimiento de su longitudes de onda características emitidas se procede a ajustar la escala del espectrómetro, una vez calibrado procedemos a estudiar las muestras de los otros 3 gases donde observaremos sus respectivas longitudes de onda y la comparamos con los estudios teóricos y así poder identificar qué tipo de gas se obtiene.

Resultados y Análisis

Usamos el mercurio como elemento para poder calibrar el espectrómetro, el cual muestra en la tabla 1 las longitudes de onda correspondientes a este gas.

Tabla 1. Longitudes de onda del espectro de emisión del gas de mercurio usadas para calibrar el instrumento.

Los resultados obtenidos durante el experimento que consistía en identificar el gas en los tubos fueron los siguientes:

Para el primer gas se muestra la siguiente tabla:

Tabla 2. Valores de las longitudes de onda observadas para el tubo 1.

Analizando el gas por medio de la aplicación AtomicSpectra observamos y comparamos el espectro de emisión y decimos que el gas contenido en el tubo es el cloro.

Para el segundo gas se muestra la siguiente tabla:

Tabla 3. Valores de las longitudes de onda observadas para el tubo 2.

Por medio del AtomicSpectra comparamos los resultados e identificamos el gas siendo este neón.

Para el tercer gas se muestra la siguiente tabla:

Tabla 4. Valores de longitudes de observadas para el tubo 3.

Usando el AtomicSpectra para comprar los resultados identificamos el gas como el wolframio.

Ahora en la segunda parte de este experimento calcularemos la constante Rydberg del tubo de mercurio, con los resultados obtenidos experimentalmente de sus espectros de colores, esta constante tiene un valor teórico de , el cual compararemos y obtendremos su discrepancia %.

Tabla 5. Muestra los valores de longitud de onda tomados para el cálculo de la ecuación (1).

Tabla 6. Discrepancia de espectro de mercurio.

A partir de la tabla 5 se obtuvo el cálculo de error:

Tabla 7. Muestra el cálculo de errores de los espectros del mercurio obtenidos con la ecuación (1).

Conclusiones y Recomendaciones

En la primera parte de esta experiencia podemos concluir que el objetivo fue logrado satisfactoriamente ya que pudimos visualizar por medio de los tubos de los diferentes gases las longitudes de onda correspondientes a cada espectro de emisión, con un margen de error o discrepancia del 0,92 para el mercurio, 2,7 para el cloro, 2,1 para el neón y 1,37 para el wolframio.

En la segunda parte se logró también calcular la constante de Rydberg del el gas de mercurio con una discrepancia del 9,6%.

Debemos tomar en cuenta que estas experiencias se realizaron con un error de entrada del 5% por lo cual los errores fueron altos, además debemos considerar que también la marca o tipo de espectrómetro es muy importante para poder visualizar las líneas espectrales de manera más nítida y sus longitudes de onda sean precisas, la rejilla no tiene un poder de resolución adecuado para visualizar bien las líneas espectrales. Otro punto a tomar en consideración son los errores aleatorios influyen de manera grande en la realización de este experimento.

Referencias

• [1]Espectrometría de emisión

• [2]Dispersión refractiva

• [3]Espectroscopia

• Robert Eisberg y Robert Resnick. “FISICA CUANTICA”. 2011. Editorial Limusa Wiley. P 126-130.

• Mark Kness, 2002. Aplicacion AtomicSpectra V1.0 Copyright 2002.