Wanneer we verschillende elementen onderwerpen aan de werking van een vlam, merken we dat elk een andere kleur uitstraalt. Als we bijvoorbeeld een strontium-, een natrium- en een koperzout verbranden, zien we respectievelijk de kleuren rood, intens geel en groen, zoals weergegeven in de volgende afbeelding:
Als het licht van deze vlammen op een prisma valt, discontinu spectrum, dat wil zeggen, slechts een paar gekleurde heldere lijnen zullen worden waargenomen afgewisseld met gebieden zonder licht. Voor elk element hebben we een ander spectrum.
Dit soort spectra worden emissie spectrum, omdat ze zijn uitgegeven door een bepaald element en dienen om het te identificeren.
Het is mogelijk om dergelijke spectra te verkrijgen door middel van een lichtstraal geproduceerd in een elektrische ontladingsbuis bij hoge temperaturen en lage drukken, die gassen bevatten van bepaalde elementen zoals waterstof, of als edelgassen balg:
Door deze elektromagnetische straling (licht) geproduceerd door een prisma te leiden, worden de emissiespectra van elk van deze elementen verkregen.
Vroeger dacht men dat het bereikte zonnespectrum volledig continu was, maar de Engelse wetenschapper William Hyde Wollaston ontdekte dat door werkend met een zeer smalle lichtstraal, met een spleet van ongeveer 0,01 mm, kon je zien dat het zonnespectrum zeven zwarte lijnen bevatte over het. Later, de jonge Joseph Fraunhofer (1787-1826) ontdekte met behulp van prisma's en diffractieroosters dat het zonnespectrum in feite duizenden over elkaar heen gelegde zwarte lijnen bevat.
Enige tijd later de fysieke Gustav Robert Kirchhoff hij merkte op dat de gele vlekken, bereikt door het natriumspectrum, zich op precies dezelfde plaats bevonden als twee zwarte lijnen in het spectrum van de zon. hij en de chemicus Robert Wilhelm Bunsen voerde verschillende experimenten uit en merkte op dat als een wit licht van de bunsenbrander, zoals zonlicht, het gele licht passeerde dat door natrium wordt uitgezonden en het prisma werd gekruist om het spectrum te genereren; het resultaat zou een continu zonnespectrum zijn, in regenboogkleuren, maar met de zwarte lijnen (door Fraunhofer D-lijnen genoemd) op dezelfde positie als de gele lijnen in het natriumspectrum.
Niet stoppen nu... Er is meer na de reclame ;)
De zon straalt licht uit in alle kleuren, van rood tot violet, maar wanneer ze door de atmosfeer van de aarde gaan, absorberen de aanwezige gassen het licht van de zon in precies de kleuren die ze uitstralen.
Dit soort spectra worden absorptiespectra.
Op basis van deze observaties, Kirchoff creëerde drie wetten voor spectroscopie, die zijn:
1) Een lichaam ondoorzichtig heet, in een van de drie fysieke toestanden, zendt een spectrum uit continu.
2) Een gas transparant – zoals die van de edelgassen die we hierboven zagen – produceert een emissie spectrum, met het uiterlijk van lijnen helder. Het aantal en de positie van deze leidingen wordt bepaald door de chemische elementen die in het gas aanwezig zijn.
3) Als een continu spectrum passeren een gas bij de laagste temperatuur veroorzaakt het koude gas de aanwezigheid van donkere lijnen, dat is een absorptiespectrum:. Dit is wat er gebeurde met het spectrum van zonlicht dat door het natriumgas gaat. In dit geval is het aantal en de positie van lijnen in het absorptiespectrum ook afhankelijk van de chemische elementen die in het gas aanwezig zijn.
Door Jennifer Fogaça
Afgestudeerd in scheikunde
Wil je naar deze tekst verwijzen in een school- of academisch werk? Kijken:
FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. "Emissie- en absorptiespectra en de wetten van Kirchhoff"; Braziliaanse School. Beschikbaar in: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/espectros-emissao-absorcao-leis-kirchhoff.htm. Betreden op 27 juni 2021.
