Concetti Chiave
- I saggi alla fiamma e i fuochi d'artificio si basano sull'emissione di luce di diverse frequenze quando gli elettroni passano tra orbite atomiche.
- La teoria di Bohr, dimostrata nel 1900, descrive come gli elettroni ruotano attorno al nucleo in orbite distinte e come emettono luce quando si spostano tra queste orbite.
- Bohr utilizzò un tubo di vetro con idrogeno e un generatore di corrente per dimostrare l'emissione di luce, scomponendola in cinque raggi luminosi con un prisma.
- Per l'esperimento di saggio alla fiamma sono necessari vari elementi chimici e un becco di Bunsen, con la pulizia della bacchetta tra i campioni per evitare contaminazioni.
- Ogni elemento emette un colore specifico quando riscaldato: il calcio è arancio, lo stronzio rosso, il potassio violetto, il litio fucsia, il rame verde acqua, il bario verde chiaro e il sodio giallo-arancio.
I saggi alla fiamma si basano sull'emissione di luce di determinate frequenze.
Sullo stesso principio si basano i fuochi d'artificio.
Teoricamente quando un elettrone passa dalla sua orbita fondamentale a una più grande emette un fascio di luce.
Qual è la teoria di Bohr?
Il primo scienziato a dimostrare ciò fu Bohr.
Nel 1900 Bohr dimostrò una teoria sulla struttura degli atomi, essa dimostrava che le particelle negative che ruotano intorno al nucleo ruotano su delle orbite e che fra un orbita e un'altra c'è il vuoto.
Per dimostrarlo utilizzò un tubo di vetro con all'interno dell'idrogeno, questo gas veniva irragiato con della energia elettrica per mezzo di due elettrodi collegati a un generatore di corrente.
Il tubo cominciava ad emettere una luce che si poteva scomporre con un prisma di cristallo in cinque raggi luminosi di colore differente.
Ogni raggio aveva un colore differente.
L'energia elettrica faceva spostare l'elettrone dalla sua orbita fondamentale verso una delle orbite successive.
Tornando indietro si liberava della sua energia acquistata creando una precisa riga sullo splettro atomico.
Questa teoria non era già più valida utilizzando altri gas perchè si formavano linee secondarie.
Preparazione e materiali necessari
Per effetuare questa esperienza sono necessari:
- Vetrini da orologio;
- elementi: calcio / stronzio / potassio / litio / rame / bario / sodio.
- acido cloridrico
- bacchetta
- becco di bunsen
Inizialmente si accende il becco di bunsen cercando di regolarlo in modo da ottenere una fiamma stabile.
Succesivamente con una bacchetta prendere un elemento disposto ciascuno in un vetrino da orologio differente e bisogna farlo riscaldare.
Si noterà che:
- Li atomi del calcio passando alle orbite successive emettono una luce di colore arancio a strazzo;
- li atomi dello stronzio passando alle orbite successive emettono una luce di colore rosso; il quale persisterà per davvero pochissimo tempo;
- li atomi del potassio passando alle orbite successive nemettono una luce di colore violetto che persisterà per un po';
- li atomi del litio passando alle orbite successive emettono una luce di colore fucsia; il quale persisterà per più tempo del potassio;
- li atomi del rame passando alle orbite successive emettono una luce di colore verde acqua; il quale persisterà poco tempo ma più tempo dello stronzio;
- li atomi del bario passando alle orbite succesive emettono una luce di colore verde chiaro, il quale persisterà per un po'; il fascio di luce del bario non lo vedremo subito perchè ha una configurazione molto stabile quindi ha bisogno di molta energia per essere visto;
- li atomi del sodio passando alle orbite successive emettono una luce di colore giallo-arancio;il quale è molto persistente.
Bisogna ricordare che fra un elemento e l'altro bisogna pulire la bacchetta nell'acido cloridrico, altrimenti non potremmmo notare il vero colo emesso dall'elemento
Domande da interrogazione
- Qual è il principio alla base dell'emissione di luce negli esperimenti di Bohr?
- Quali materiali sono necessari per effettuare l'esperimento di emissione di luce?
- Che tipo di luce emettono gli atomi di sodio durante l'esperimento?
- Perché è importante pulire la bacchetta con acido cloridrico tra un elemento e l'altro?
Il principio si basa sul fatto che quando un elettrone passa da un'orbita fondamentale a una più grande, emette un fascio di luce, come dimostrato da Bohr nel 1900 utilizzando un tubo di vetro con idrogeno.
Sono necessari vetrini da orologio, elementi come calcio, stronzio, potassio, litio, rame, bario e sodio, acido cloridrico, una bacchetta e un becco di Bunsen.
Gli atomi di sodio emettono una luce di colore giallo-arancio, che è molto persistente, quando passano alle orbite successive.
È fondamentale pulire la bacchetta con acido cloridrico per evitare contaminazioni, altrimenti non si potrà osservare il vero colore emesso dall'elemento.
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