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Coloración de la llama

Imagínate que estás tranquilamente en tu casa y, de repente, se va la luz. Esto ya ha ocurrido más veces en la última semana,  porque ha habido varias tormentas, así que tienes varias velas preparadas para cuando pase. Ahora, para encender la vela, necesitas un mechero o una cerilla, ¿verdad?  Entonces, te habrás fijado en que la llama que se forma, tanto por la cerilla como por el mechero, es de un color naranja muy característico. Pero, ¿sabes por qué? Y, ¿sabías que las llamas no siempre son naranjas, y que existen de muchísimos colores? Sigue leyendo para convertirte en todo un experto en este tema.

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Imagínate que estás tranquilamente en tu casa y, de repente, se va la luz. Esto ya ha ocurrido más veces en la última semana, porque ha habido varias tormentas, así que tienes varias velas preparadas para cuando pase. Ahora, para encender la vela, necesitas un mechero o una cerilla, ¿verdad? Entonces, te habrás fijado en que la llama que se forma, tanto por la cerilla como por el mechero, es de un color naranja muy característico. Pero, ¿sabes por qué? Y, ¿sabías que las llamas no siempre son naranjas, y que existen de muchísimos colores? Sigue leyendo para convertirte en todo un experto en este tema.

Coloración de la llama la llama de una vela StudySmarter

Fig. 1: La llama de una vela es naranja, pero existen llamas de muchos colores diferentes.

  • Este artículo trata sobre la coloración de la llama.
  • En primer lugar, estudiaremos qué es una llama.
  • A continuación, analizaremos las características de la llama.
  • Después, veremos cuáles son los colores que puede adoptar la llama de un gas y cómo se produce el color de la llama.
  • Continuaremos con la fotometría de emisión de llama.
  • Para terminar, exploraremos un tipo de análisis cuantitativo: el ensayo de llama o el ensayo a la llama.

¿Qué es una llama?


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

Una llama es una emisión de luz producida por la combustión de un material en un ambiente en el que hay una gran cantidad de oxígeno.

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

La combustión es una reacción exotérmica que consiste en quemar un combustible —como carbón, gas o petróleo—, en oxígeno, para liberar energía útil. La mayor parte de la energía se libera al medioambiente en forma de calor.

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:

El tipo de gas que estemos utilizando, las condiciones en las que se encuentre la llama, las sustancia que estemos quemando, etc.

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.

Coloración de la llama la llama del gas natural StudySmarter

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.

Es importante destacar que cada átomo emite fotones de una longitud de onda concreta y, gracias a esta característica, podemos distinguir qué sustancia tenemos en una muestra (veremos esto más adelante).

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:

Coloración de la llama diferentes colores de llamas StudySmarter

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.

La fotometría de emisión de llama es un método de análisis en el que se tiene en cuenta la longitud de onda de la luz que emite la llama para conocer la concentración de ciertos elementos de la muestra que estemos analizando.

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.

Un espectrómetro es un aparato que se usa para medir la cantidad de luz que es emitida, absorbida o reflejada por la muestra que estamos analizando (en el caso de la fotometría de emisión de llama, la luz es emitida).

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

Un análisis cualitativo es aquel que permite llegar a conclusiones a partir de datos observables; es decir, no tenemos datos numéricos, sino que tenemos que basarnos en lo que estamos viendo.

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

El ensayo de llama, o ensayo a la llama, es un tipo de análisis cualitativo utilizado en la química para saber si tenemos un determinado elemento químico en la muestra que deseamos analizar.

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.

. Coloración de la llama mechero Bunsen StudySmarter

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.

Coloración de la llama - Puntos clave

  • Una llama es una emisión de luz producida por la combustión de un material en un ambiente en el que hay una gran cantidad de oxígeno.
  • La combustión es una reacción exotérmica, que consiste en quemar un combustible en oxígeno para liberar energía útil. La mayor parte de la energía se libera al medioambiente en forma de calor.
  • El color de una llama de un gas depende del gas que se esté utilizando para la combustión de la sustancia o de los elementos químicos que se encuentren en la muestra que se esté quemando.
  • La fotometría de emisión de llama es un método de análisis en el que se tiene en cuenta la longitud de onda de la luz que emite la llama, para conocer la concentración de ciertos elementos de la muestra que estemos analizando.
  • Un espectrómetro es un aparato que se usa para medir la cantidad de luz que es emitida, absorbida o reflejada por la muestra que estamos analizando (en el caso de la fotometría de emisión de llama, la luz es emitida). Este dispositivo se encarga de descomponer la luz en las distintas longitudes de onda que lo componen, para medir las diferentes intensidades de cada haz de luz.
  • Un análisis cualitativo es aquel a partir del cual podemos sacar conclusiones a partir de datos observables; es decir, no tenemos datos numéricos, sino que tenemos que basarnos en lo que estamos viendo.
  • El ensayo de llama o ensayo a la llama es un tipo de análisis cualitativo utilizado en la química para saber si tenemos un determinado elemento químico en la muestra que deseamos analizar.

References

  1. Fig. 1: Candle flame (https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Candle_flame_by_Shan_Sheehan.jpg) by Shan Sheehan (https://www.flickr.com/photos/47217301@N06/5174626201/) is licensed by CC BY 2.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/2.0)
  2. Fig. 2: Gas natural (https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Gas-natural.jpg) by CARLOS534 (https://commons.wikimedia.org/w/index.php?title=User:CARLOS534&action=edit&redlink=1) is licensed by CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)
  3. Fig. 3: Coloured flames of methanol solutions of metal salts and compound (https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Coloured_flames_of_methanol_solutions_of_metal_salts_and_compounds.jpg) by Hegelrastc (https://commons.wikimedia.org/w/index.php?title=User:Hegelrast&action=edit&redlink=1) is licensed by CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)

Preguntas frecuentes sobre Coloración de la llama

El ensayo a la llama consiste en introducir la muestra de la sustancia en la llama de un mechero Bunsen utilizando, generalmente, un alambre de platino. 


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. 


Cuando ya hayamos introducido la muestra en la llama, ésta cambiará a un determinado color, en función del elemento químico que se encuentre en la muestra.

Los elementos que dan color a la llama son los siguientes:

  • 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.

Un análisis cualitativo es aquel que nos permite sacar conclusiones a partir de datos observables; es decir, no tenemos datos numéricos, sino que tenemos que basarnos en lo que estamos viendo. 


En cambio, un análisis cuantitativo es aquel que se basa en datos numéricos y matemáticos.

El color de la llama puede determinar varios factores: por ejemplo, el tipo de gas que estamos utilizando para crear la llama, el tipo de sustancia que estemos quemando o los elementos que se encuentran en la muestra que estamos quemando en la llama.

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¿Qué tipo de mechero hay que utilizar para llevar a cabo el ensayo de llama o el ensayo a la llama?

Si tenemos una llama de color violeta, ¿Qué elemento químico se encuentra en la muestra?

Si tenemos una llama de color amarillo, ¿Qué elemento químico se encuentra en la muestra?

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