Rel qg i - teste da chama

Rel qg i - teste da chama

PRÁTICA 3 – IDENTIFICAÇÃO DE METAIS PELO TESTE DE CHAMA

ITAPIPOCA – CEARÁ 2016

1 - INTRODUÇÃO3
2 - OBJETIVOS3
2.1 GERAL3
2.2 ESPECÍFICOS3
3 - PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL3
3.1 MATERIAIS3
3.2 MÉTODOS4
3.2.1 Teste de chama4
4 - DISCUSSÃO DOS RESULTADOS5
5 - CONCLUSÃO7
6 - REFERÊNCIAS8

1 – INTRODUÇÃO

No ensaio do teste da chama, ocorrem as interações atômicas através dos níveis e subníveis de energia quantizada. Quando um objeto é aquecido, ele emite radiação, que pode ser observada através da sua cor. Um exemplo é o aquecimento de metais nas indústrias metalúrgicas, quando eles emitem uma cor vermelha intensa.

O elétron excitado apresenta tendência a voltar a seu estado normal, emitindo um quantum de energia (fóton), que é uma quantidade de energia bem definida e uniforme. Neste caso obtemos uma coloração que varia de acordo com o comprimento da onda.

O modelo atômico de Bohr então propôs que o átomo só pode perder energia em certas quantidades discretas e definidas, e isso sugere que os átomos possuem níveis com energia definida. Essas teorias de Bohr hoje são comprovadas a partir de cálculos e experimentos. Entre eles está o teste da chama.

2 – OBJETIVOS 2.1 GERAL

Comprovar na prática o efeito da transição eletrônica e emissão de luz característica de cada metal.

2.1 ESPECÍFICOS

Manusear chama; Observar diferentes cores das chamas;

Identificar o metal envolvido em cada chama.

3 – PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

3.1 MATERIAIS

Para esta prática foram utilizadas espátulas, béqueres, bico de Bunsen, placas de Petri e soluções contendo diferentes sais bem como, cloreto de cobre (CuCl2), cloreto de sódio (NaCl), cloreto de cobalto (CoCl), cloreto de potássio (KCl), cloreto de níquel (NiCl2), cloreto de bário (BaCl2) e cloreto de estrôncio (SrCl2).

3.2 MÉTODOS

Primeiro foi realizada pelo monitor uma exemplificação da prática com o sal de cobalto (Co). Manuseou o sal com o auxílio da espátula na chama do bico de Bunsen já aceso, mas não houve alterações na cor da chama. Por fim, mergulhou a espátula na solução ácido clorídrico (HCl), que logo ficou com cor esverdeada. Explicou os cuidados a serem tomados, e os fenômenos ocorridos.

3.2.1 Teste de chama

Colocou-se um pouco de ácido clorídrico (HCl) em um béquer. Limpou-se a espátula (fio de platina ou similar), mergulhando-o no ácido clorídrico (HCl). Acendeu-se o bico de Bunsen e, levou-se a espátula ao fogo até que a chama não mudasse mais de cor.

Mergulhou-se o fio novamente no ácido clorídrico (HCl), e em seguida no cloreto de potássio (KCl). Colocou-se o fio novamente na chama do bico de Bunsen e anotou-se o resultado da cor da chama.

Repetiu-se o procedimento para as demais soluções contendo os sais metálicos de cobre, sódio, cobalto, potássio, níquel, bário e estrôncio.

O teste com cloreto de potássio (KCl) foi refeito por motivos da solução está há mais tempo vencido. Muitos dos resultados da chama tiveram coloração amarelada.

Anotou-se no quadro abaixo as cores emitidas por cada solução levada à chama:

Amostra Cor da luz emitida

Sal de cobre Verde piscina Sal de sódio Amarela Sal de cobalto Amarela Sal de potássio Violeta

Sal de níquel Amarela Sal de bário Levemente verde

Sal de estrôncio Vermelha (Fonte: Próprio autor)

OBS: O cloreto de sódio (NaCl) normalmente contamina as demais amostras, adulterando os resultados; por este motivo, deveu-se ser deixado por último.

Deduziu-se assim, que a validade vencida das soluções estava influenciando nos resultados.

Frascos de 500g Cor do sal Vencimento

SrCl2 Branco (sólido grosseiro) 09∕2015 (Fonte: Próprio autor)

As cores que deveriam ser obtidas nos ensaios são:

Sódio (Na) – Amarelo-alaranjado; Potássio (K) – Violeta-pálido; Estrôncio (Sr) – Vermelho-sangue; Bário (Ba) – Verde-amarelado; Cobre (Cu) – Verde-azulado;

4 – DISCUSSÃO DOS RESULTADOS

I É importante realizar o experimento com os materiais corretos, para que caso aconteça, apenas erros mínimos, e promova-se a integridade física do operador. De modo também importante, a espátula deve ser “lavada” em consideráveis mL de ácido clorídrico (HCl) e aquecida na chama, de modo a descontaminá-la. Que por vez, não vem a interferir nos resultados, bem como na cor da chama. Usa-se a espátula para o transporte do sal da placa de Petri até a chama no bico de Bunsen, já que a mesma tem a capacidade de assegurar o sal. A cada experimento com um tipo de sal, uma nova descontaminação dos restos de resíduos da solução anterior foi realizada.

Amostra Metal envolvido na solução

Sal de cobre Cobre (Cu) Metal de transição externa Sal de sódio Sódio (Na) Metal alcalino Sal de cobalto Cobalto (Co) Metal de transição externa Sal de potássio Potássio (K) Metal alcalino

Sal de níquel Níquel (Ni) Metal de transição externa Sal de bário Bário (Ba) Metal alcalino-terroso

Sal de estrôncio Estrôncio (Sr) Metal alcalino-terroso (Fonte: Próprio autor)

I Primeiro é necessário compreender que segundo a teoria de Bohr, quando um elétron recebe energia, ele salta para uma órbita mais externa. É a quantidade de pacote de energia absorvida e bem definida (quantum) que é equivalente a diferença energética entre as camadas. E quando um elétron está no estado excitado, ele volta para a sua órbita estacionária, liberando energia na forma de ondas eletromagnéticas (luz) de frequência característica do elemento desse átomo. Ou seja, parte desses átomos podem ter seus elétrons de valência promovidos a um nível energético elevado o suficiente para permitir emissão de radiação luminosa de comprimento de onda característico do metal em questão. Cada comprimento de onda na luz visível é uma cor diferente.

IV A amostra deve entrar em contato com a zona redutora da chama, sendo a coloração obtida na zona oxidante.

Sendo a equação da combustão: H + O2 -----> CO2 + H2O.

Reagentes Produtos

CuCl2 + H + O2 CO2 + H2O + fótons (luz verde) NaCl + H + O2 CO2 + H2O + fótons (luz amarela) CoCl + H + O2 CO2 + H2O + fótons (luz) KCl + H + O2 CO2 + H2O + fótons (luz violeta) NiCl2 + H + O2 CO2 + H2O + fótons (luz) BaCl2 + H + O2 CO2 + H2O + fótons (luz verde)

SrCl2 + H + O2 CO2 + H2O + fótons (luz vermelha) (Fonte: Próprio autor)

5 – CONCLUSÃO

O experimento do teste da chama pode ser explicado pela teoria dos quanta, que diz que cada elétron possui estados de energia bem definidos, podendo esses serem: estado fundamental ou excitado. Quando é fornecida energia (térmica ou outras formas) a esses elétrons, os mesmos passam a ter um nível maior de energia, passando de sua camada eletrônica original para outra de maior capacidade.

Como a tendência é ficar no estado fundamental, essa energia é eliminada, na forma de fótons (luminosidade). Essa luz tem comprimento de onda determinado para cada metal, sendo possível, assim, identificar o metal a partir da cor da luz emitida. Sendo o fóton a menor porção de energia trocada entre átomos.

Pode-se ainda deduzir que a não obtenção real das cores no teste da chama deveu-se as soluções com validade fora do prazo, e outros erros aleatórios e∕ou sistemáticos, como limitação dos instrumentos, e mesmo má execução do operador.

6 – REFERÊNCIAS Livros FELTRE, Ricardo. Química Geral. São Paulo: Moderna, 2004. 37 p.

LISBOA, Júlio Cezar Foschini. Ser protagonista Química. São Paulo: Edições SM, 2010. 124 p.

PERUZZO, Francisco Miragaio; CANTO, Eduardo Leite do. Química na abordagem do cotidiano. São Paulo: Moderna, 2006. 101 p.

Sites http://www.ibb.unesp.br/Home/Departamentos/QuimicaeBioquimica/roteiro-1--- quimica-geral.pdf http://www.infoescola.com/quimica/teste-da-chama/

7 – GLOSSÁRIO B

Bico de Bunsen: é um equipamento de ferro, funciona a gás e serve para o aquecimento e materiais não-inflamáveis. Possui, em sua parte inferior, uma janela, cuja abertura é regulada girando-se um anel. Quando a janela está “fechada”, a entrada de ar é mínima e a chama do gás torna-se amarelada; quando a janela está “aberta”, a chama torna-se azulada, pois a combustão do gás é mais completa e atinge a temperatura máxima (cerca de 1.100ºC).

E Espátula: usada para transferir substâncias sólidos.

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