73143

Экспериментально изучить природу оптических спектров щелочных и щелочноземельных солей

Лабораторная работа

Химия и фармакология

Они состоят из ограниченного числа спектральных линий каждая из которых характеризуется определенной длиной волны. Для щелочных и щелочноземельных металлов длина излучаемых электронами электромагнитных волн находится в пределах длин волн видимого света.

Русский

2014-12-04

55 KB

3 чел.

Федеральное агентство по образованию Российской Федерации

Уфимский Государственный Авиационный Технический Университет

Кумертауский филиал

Кафедра «ЕН и ОТД»

Лабораторная работа №1

Выполнил:

студент гр. АТП – 133з

Ишкулов Р. Р.

Проверил:

преподаватель

Муллаянов Р.Х.

2014г.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1.

Строение атома.

Цель: Экспериментально изучить природу оптических спектров щелочных и щелочноземельных солей.

Краткая справка

Спектры свободных атомов в газообразном состоянии называются атомными спектрами. Они состоят из ограниченного числа спектральных линий, каждая из которых характеризуется определенной длиной волны. Так, желтое окрашивание пламени газовой горелки при испарении в нем соли натрия обусловливается характеристической линией спектра натрия.

λ = 589,3 нм

Атомы в возбужденном состоянии испускают световые излучения, характеризуемые спектральными линиями. При нагревании атома электрическим зарядом его электроны приобретают избыточную энергию и переходят на более высокие энергетические уровни (возбужденное состояние атома). В возбужденном состоянии электроны находятся короткое время (10-7 – 10-8 с), далее они возвращаются на низкие энергетические уровни и при этом излучают энергию в виде спектральных линий.

На примере атома лития на рис. 1.2 показаны энергетические уровни вероятных перескоков наружных s-электронов в возбужденном состоянии на нижние уровни.

Рис. 1.2 Энергетические уровни вероятных перескоков наружного электрона в возбужденном состоянии и соответствующие энергии

Избыточная энергия электронов ΔЕ равна разности энергии электронов на высшем Ев и низшем Ен уровнях.

Согласно уравнению М. Планка, Е=hv, где h – постоянная планка (h=6,626*10-34 Дж/с); v – частота излучения; v = c/λ, где с = 3*108 мс-1, отсюда ΔЕ = hc/ λ .

Для щелочных и щелочноземельных металлов длина излучаемых электронами электромагнитных волн находится в пределах длин волн видимого света. В таблице 1.1 приведены энергии квантовых уровней, на которые возможен перескок наружного электрона s-элементов в возбужденном состоянии.

Таблица 1.1

Энергия наружных электронов s-элементов                                                        на различных энергетических уровнях.

Атомы

Е1

Е2

Е3

Е4

Е5

Е6

K

1,272

-

2,544

-

4,14

4,34

Na

3,027

-

-

-

5,11

5,14

Экспериментальная часть

Построим диаграмму энергетических уровней вероятных перескоков наружного электрона атома K. Пользуясь данными таблицы 1.1, вычислим значение ΔЕ и длину волны, соответствующую этому переходу.

ΔЕ61=4,34-1,272=3,068

ΔЕ51=4,14-1,272=2,868

ΔЕ31=2,544-1,272=1,272

ΔЕ53=4,14-2,544=1,6

ΔЕ63=4,34-2,544=1,8

ΔЕ65=4,34-4,14=0,2

λ 61=1240,8/3,068=404нм

λ51=1240,8/2,868=433нм

λ31=1240,8/1,272=976нм

λ53=1240,8/1,6=776нм

λ63=1240,8/1,49=689нм

λ65=1240,8/0,2=6204нм

Построим диаграмму энергетических уровней вероятных перескоков наружного электрона атома Na. Пользуясь данными таблицы 1.1, вычислим значение ΔЕ и длину волны, соответствующую этому переходу.

ΔЕ51=5,11-3,027=2,083

ΔЕ61=5,14-3,027=2,113

ΔЕ65=5,14-5,11=0,03

λ51=1240,8/2,083=596нм

λ61=1240,8/2,113=587нм

λ65=1240,8/0,03=41360нм

Таблица 1.2

Значения длин волн в видимой области спектра

λ, нм

цвет

λ, нм

цвет

390-410

фиолетовый

540-580

желтый

420-450

синий

580-610

оранжевый

470-530

зеленый

620-780

красный

Опыт № 1

В чашку налили 5 мл спирта, зажгли ее и насыпали в пламя небольшое количество соли KCl. Цвет пламени изменился на фиолетовый. По таблице 1.2 определили, что такая окраска пламени соответствует длинам волн в 390-410нм. Сопоставим значения длин волн для фиолетового цвета с расчетными длинами волн K. После сравнения можно сказать, что данная фиолетовая окраска пламени вследствие излучения атома в возбужденном состоянии при помещении его в пламя, обусловлен переходом электрона с 6 уровня на первый.

Опыт № 2

В чашку налили 5 мл спирта, зажгли ее и насыпали в пламя небольшое количество соли NaNO3. Цвет пламени изменился на оранжевый. По таблице 1.2 определили, что такая окраска пламени соответствует длинам волн в 580-610нм. Сопоставим значения длин волн для оранжевого цвета с расчетными длинами волн Na. После сравнения можно сказать, что данная оранжевая окраска пламени вследствие излучения атома в возбужденном состоянии при помещении его в пламя, обусловлен переходом электрона с 5 уровня на первый.

Вывод: на лабораторной работе мы экспериментально изучили природу оптических спектров для солей LiNO3 и NaNO3. В первом опыте произошел переход электрона с 3 уровня на первый, а во втором опыте переход электрона с 5 уровня на первый.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

79040. Натурфилософия как предшественник и антипод научного знания о природе. Преодоление натурфилософии (XIX в) 45 KB
  Преодоление натурфилософии XIX в. Натурфилософская и позитивистская и диалектическая концепции взаимосвязи философии и науки. явилась по существу первой исторической формой философии вообще. Сосуществования философии и науки как самостоятельных и во многом различающихся по предметам средствам методам и функциям форм познавательной и ориентировочной деятельности человека был сформулирован ряд концепций об их взаимоотношении.
79041. Достижения социально-гуманитарного знания в XVII - XIX веках 35 KB
  Достижения социальногуманитарного знания в XVII XIX вв. В решении проблемы о соотношении социальногуманитарного и естественнонаучного познания исторически сложились и существуют две альтернативные позиции: натурализм и антинатурализм. Данный подход казался безупречным в качестве метода научного познания и использовался для объяснения всех явлений в контексте имеющегося тогда знания. Но принцип редукционизма продолжал существовать в смысловом поле научного познания.
79042. Философия познания И.Канта и ее значение для развития науки XVIII - XIX веках 36.5 KB
  Философия познания И. В рамках этого течения была переосмыслена и заново сформулирована проблема отношения субъекта и объекта разработан диалектический метод познания и преобразования действительности. Основной период критический ознаменовался созданием трех главных произведений: Критика чистого разума 1781 Кри тика практического разума 1788 и Критика способности суждения 1790 В свете философии науки и техники наибольший интерес представляет первое из этих произведений поскольку именно в нем исследуется процесс...
79043. Система и метод Г.Гегеля и их значение для развития науки XIX века 56.5 KB
  Его диалектический метод ГЕГЕЛЬ Hegel Георг Вильгельм Фридрих 17701831 немецкий философ создавший на объективно-идеалистической основе систематическую теорию диалектики. Что Гегель понимал под свободой Свобода–это осознанная необходимость. Хотя Гегель и утверждает что спекулятивный метод и его правила дедуцируются самим движением мысли а не предпосылаются его системе но на деле подобная дедукция возможна только в сфере спекулятивного мышления приемы которого должны быть известны заранее. Гегель считает что разум должен не...
79045. Неклассическая и постнеклассическая наука в XX веке 37.5 KB
  Если задача классической и неклассической науки состояла в постижении определенного фрагмента действительности и выявлении специфики предмета исследования то содержание пост-неклассической науки определяется комплексными исследовательскими программами. Гуманитарные и естественные науки больше не представляются разделенными непреодолимой пропастью.
79046. Становление Российской науки (XVIII - первая половина XIX в.) и русская философия 46 KB
  Основные этапы становления отечественной науки ее выдающиеся представители: Создание Петербургской Академии наук в России XVIII событие революционного характера ознаменовавшее перелом в хозяйственно-экономическом научном и культурном развитии страны совершившей решительный скачок от зачаточного состояния науки до ее передового для той эпохи уровня. Именно Лейбниц развернул перед русским царем грандиозную перспективу превращения России в просвещенное государство. Лейбница с Петром проходила идея создания в России Ученой коллегии ...
79047. Российская наука в конце XIX в. и XX веках 44.5 KB
  Главный научный руководитель атомной проблемы в СССР один из основоположников использования ядерной энергии в мирных целях. Академик АН СССР 1943. Андрей Дмитриевич Сахаров 21 мая 1921 14 декабря 1989 советский физик академик АН СССР и политический деятель диссидент и правозащитник один из создателей советской водородной бомбы.
79048. Особенности профессионального труда в науке. 35.5 KB
  Для того чтобы удовлетворить этим требованиям он должен: хорошо знать все то что сделано и делается в его области науки; публикуя результаты своих исследований четко указывать на какие исследования предшественников и коллег он опирался и именно на этом фоне показывать то новое что открыто и разработано им самим. Одной из острых тем обсуждаемых в дискуссиях по вопросам социальной ответственности является свобода научных исследований. Результаты и приложения фундаментальных исследований очень часто непредсказуемы. Но можно сказать что...