Coloración de la llama

¿Qué es una llama?

Las llamas también se pueden definir como la parte visible del fuego.

Ya hemos visto que las llamas se producen en las reacciones de combustión:

Veamos, ahora, las características que tiene una llama.

Características de la llama

Las llamas tienen una serie de características que las hacen únicas:

• Las llamas producen calor y luz; por ello, se han utilizado a lo largo de la historia para iluminar y calentar las casas, incluso en la actualidad (por ejemplo, las chimeneas).
• El color de la llama puede variar en función de la sustancia que esté llevando a cabo la reacción de combustión; también depende de las condiciones en las que se encuentre. De hecho, dependiendo de estas condiciones, una misma sustancia puede producir llamas de diferentes colores.
• La forma de la llama también depende de la sustancia que estemos quemando; pero, sobre todo, de la temperatura a la que estemos llevando a cabo esta reacción. La llama será más grande y con un color más intenso si la sustancia se está quemando a la temperatura ideal.

Color de la llama de un gas

Probablemente, las llamas que más conozcas sean las naranjas y las azules, pero existen muchos colores más. Como ya hemos visto, el color de la llama de un gas puede cambiar en función de diferentes variables; por ejemplo:

Veamos algunos de los diferentes colores que puede adoptar una llama, en función del gas que utilicemos:

• Azul brillante: generalmente, se da cuando estamos utilizando gas natural, propano, butano o metano.
• Azul claro: se da cuando utilizamos hidrógeno.

Debemos tener en cuenta que si la llama debe ser de un color y se está generando de otro, es una señal de que la combustión de ese gas no se está llevando a cabo correctamente, y puede ser un peligro.

Fig. 2: Llama de gas natural. Observa que es de un color azul brillante.

¿Cómo se produce el color de la llama?

Hemos visto en el apartado anterior que existen diversas variables que hacen que el color de la llama sea uno u otro; pero, ¿cómo se produce el color de la llama? Bien, pues el color de la llama depende de la luz que emitan los distintos átomos que han sido excitados por la llama.

Cuando quemamos una muestra o una sustancia entera, los átomos son excitados por el aumento de temperatura, lo que provoca que los electrones pasen de un nivel de energía a otro; generalmente, a estados de energía más altos. Cuando los electrones vuelven a sus niveles de energía originales, se emiten otros fotones, lo que permite que la llama tenga un color concreto.

Aquí tenemos una lista de varios colores que puede adoptar una llama, en función de la sustancia que se esté quemando:

• Rojo: generalmente, indica que en la muestra tenemos estroncio (Sr);pero, dependiendo de la tonalidad, podemos tener otros elementos:
  • Si la llama es de color rojo claro, tendemos cesio (Cs).
  • Si la llama es de un color rojo muy intenso (casi granate), tendremos litio (Li).
  • Si la llama es de un color rojo anaranjado, tendremos presencia de bario (Ba).
• Amarillo: indica que tenemos cromo (Cr) o sodio (Na) en la muestra.
• Violeta: tendremos potasio (K) en la muestra. El violeta puede adoptar distintas tonalidades:
  • Si el color violeta tiene algunos tonos rosados —es decir, si se produce un color violeta rosado— tendremos indio (In) en la muestra.
• Verde claro: la muestra tendrá bario (Ba).
• Azul: las llamas azules pueden tener varias tonalidades:
  • Azul grisáceo: indica que tenemos plomo (Pb) en la muestra.
  • Azul verdoso: indica la presencia de cobre (Cu).

Observa la siguiente imagen con diferentes colores de llamas:

Fig. 3: Los diferentes colores que pueden tener las llamas, dependiendo de la sustancia que estemos quemando.

Fotometría de emisión de llama

La fotometría de emisión de llama es muy utilizada en los laboratorios para el análisis de muestras biológicas y ambientales. También, se utiliza en la industria para conocer la composición de las aleaciones.

Esta técnica es posible porque los haces de luz que producen los átomos de los elementos tienen una longitud de onda característica; por tanto, analizándola, podremos saber de qué elemento se trata. Para comenzar, debemos colocar en una llama la muestra que queremos analizar; esta llama emitirá una luz con una longitud de onda característica, que será analizada por un espectrómetro.

Este dispositivo se encarga de descomponer la luz en las distintas longitudes de onda que lo conforman, para medir las diferentes intensidades de cada haz de luz. En función de la intensidad que tenga la luz que es emitida por la llama, sabremos si la muestra tiene más o menos átomos. Así, se puede determinar la concentración del elemento que estamos analizando.

Análisis cualitativo: ensayo de llama

Existe un método de análisis cualitativo denominado ensayo de llama o ensayo a la llama.

Es un ensayo muy fácil de llevar a cabo: consiste en introducir la muestra de la sustancia en la llama de un mechero usando, generalmente, un alambre de platino. Hay que tener en cuenta que el mechero que debemos utilizar es un mechero Bunsen, que es el que nos permitirá alcanzar una temperatura bastante más elevada que otros mecheros. En el momento en el que vayamos a introducir la muestra en la llama, esta debe ser de un color azul, y no anaranjado. Esto se consigue con un ajuste de temperatura.

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Fig. 4: Ilustración de una Mechero Bunsen.

Como consecuencia del aumento de temperatura de la muestra, se producirá también un aumento en su energía interna. Esto permitirá a los electrones saltar a niveles superiores de energía. Como ya sabrás, cuando esto ocurre, se emite una radiación electromagnética en formas de haces de luz, que se conoce como espectro de emisión atómico. A nivel macroscópico, podrás observar un cambio de color en la llama, que te dejará saber qué compuesto se encuentra en la muestra.

En este mismo artículo ya hemos visto los diferentes colores que puede adoptar una llama, en función de los elementos que estemos quemando. Recordémoslos:

• Estroncio (Sr): rojo.
• Cesio (Cs): rojo claro.
• Litio (Li): rojo muy intenso.
• Bario (Ba): rojo anaranjado.
• Cromo (Cr): amarillo,
• Sodio (Na): amarillo.
• Potasio (K): violeta.
• Indio (In): violeta rosado.
• Bario (Ba): verde claro.
• Plomo (Pb): azul grisáceo.
• Cobre (Cu): azul verdoso.

Si has llegado hasta aquí, cuando una llama adquiera uno de estos colores, ya sabrás cuál es el elemento químico que se encuentra presente.