El Efecto Fotoel Ctrico


Efecto fotoeléctrico y espectros

Introducción
El efecto fotoeléctrico, consiste en la emisión de electrones por un material cuando se ilumina con radiación electromagnética (luz visible o ultravioleta en general). A los electrones liberados se les llama fotoelectrones.
La emisión de electrones por metales iluminados con luz de determinada frecuencia fue observada a finales del siglo XIX porHertz y Hallwachs. Sus características esenciales son:
Para cada sustancia hay una frecuencia mínima o umbral de la radiación electromagnética por debajo de la cual no se producen fotoelectrones por más intensa que sea la radiación.
La emisión electrónica aumenta cuando se incrementa la intensidad de la radiación que incide sobre la superficie del metal, ya que hay más energía disponible paraliberar electrones.
En los metales hay electrones que se mueven más o menos libremente a través de la red cristalina, estos electrones no escapan del metal a temperaturas normales por que no tienen energía suficiente. Calentando el metal es una manera de aumentar su energía. Los electrones "evaporados" se denominan termoelectrones, este es el tipo de emisión que hay en las válvulas electrónicas. Vamosa ver que también se pueden liberar electrones (fotoelectrones) mediante la absorción por el metal de la energía de radiación electromagnética.

Uno de los métodos más tradicionales de ensayo en un laboratorio químico (y tal vez uno de los primeros métodos de análisis químicos desarrollados, pues  ya se llevaba a cabo en el siglo XVII) es el ensayo a la llama de las sustancias. Se trata deun ensayo de tipo cualitativo, es decir, con él podemos averiguar qué sustancias contiene nuestra muestra problema, pero no en qué proporción (para esto último haría falta un ensayo cuantitativo). Esto hace que el resultado del análisis sea un poco subjetivo, es decir, depende de la persona que lo realiza, que debe asignar un elemento químico al color observado.


Dada su importancia, antes de considerarlas coloraciones de los distintos ensayos a la llama, hablaremos de la llama en sí misma y de sus características. La llama de un mechero Bunsen puede actuar como fuente térmica y luminosa, pero también como reactivo químico con poder oxidante y reductor. El hecho de que una llama tenga más capacidad oxidante o más capacidad reductora, se puede lograr regulando la entrada de aire. Así, tenemos:
Lacombustión con exceso de aire produce una llama oxidante (exceso de oxígeno, O2) y los componentes del combustible arden totalmente, por lo que resulta incolora.
La combustión con defecto de aire, por su parte, es incompleta y produce una llama reductora. De esta forma queda carbón incandescente muy subdividido y un exceso de monóxido de carbono, CO. Esta llama es poco calorífica, brillante,reductora y tóxica.
En los ensayos a la llama, generalmente se usa inicialmente la base de la llama (menos calorífica) y seguidamente se puede utilizar la zona oxidante, más calorífica, con diferentes propósitos.

En el ensayo de coloración a la llama ésta actúa como fuente energética. De esta forma, la energía de la llama posibilita la excitación energética de algunos átomos (en estado normal sehallan en estado fundamental). Cuando estos átomos excitados regresan al estado fundamental emiten radiación de longitudes de onda características para cada elemento. Esta energía emitida por los elementos, en este caso en la región visible del espectro electromagnético, es lo que se conoce como espectro de emisión, y es la base no sólo para los ensayos cualitativos a la llama, sino también paratécnicas de análisis cuantitativo como la espectroscopía atómica de emisión.

¿cuáles son las coloraciones más características de los distintos elementos que se pueden ensayar a la llama? ¿Qué elemento cabe suponer si aparece un color u otro?

Anaranjada o rojo ladrillo: calcio. Se trata de un color fugaz (por volatilidad), fácil de confundir con el estroncio. Si se observa a través de un vidrio...