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

55915. Державне управління та адміністративне право 33 KB
  Характеристика методу адміністративного права. Проблеми реформування адміністративного права. Адміністративне право є самостійною галуззю права яка характеризується надмірною мобільністю комплексним характером тернистим шляхом свого становлення.