Laboratorio de Quimica Teste de Chama 1

Laboratorio de Quimica Teste de Chama 1

Índice

RESUMO

No experimento Teste de Chama foram utilizados os princípios do modelo de Bohr, de que quando uma certa quantidade de energia é fornecida a um determinado elemento químico, alguns eletros da camada valência absorvem esta energia passando para um nível de energia mais elevado, produzindo o que chamamos de estado excitado.
Assim, a luz de um comprimento de onda particular ou cor, pode ser utilizado para identificar um referido elemento, para isso utilizamos um bico de bunsen bem ajustado que produziu uma chama bem azul e um fio metálico preso a um bastão de madeira, testamos os materiais.
Após este procedimento, verificamos pelo teste de chama a coloração dos elementos que estavam dissolvidos em água, notamos que o cloreto de cálcio apresentou a coloração Verde, o cloreto de bário apresentou a cor Verde Amarelado, o cloreto de potássio apresentou a cor Violeta, o cloreto de sódio apresentou a cor Laranja e o sulfato de cobre não apresentou cor.
Fizemos também o experimento com os componentes em seu estado sólidos não dissolvidos em água, assim notamos que o cloreto de cálcio apresentou a coloração Vermelha, o cloreto de bário apresentou a cor Laranja Amarelado, o cloreto de potássio apresentou a cor Violeta Alaranjado, o cloreto de sódio apresentou a cor Laranja e o sulfato de cobre apresentou cor Verde.
Porém, notamos que a quantidade de elementos detectáveis é pequena e existe uma dificuldade em detectar concentrações baixas de alguns elementos, enquanto que outros elementos produzem cores muito fortes que tendem a mascarar sinais mais fracos.
OBJETIVO

Este trabalho tem como finalidade realizar testes de chama, ou seja, observar as mudanças de cores nela ocorrida pela presença de sais e concluir a energia radiante de cada um deles, como, por exemplo: KCl (cloreto de potássio), SrCl2 (cloreto de estrôncio), LiCl (cloreto de lítio), dentre outros.
Manuseando corretamente os materiais utilizados dando mais ênfase ao bico de Bunsen por seus danos serem graves.
Observando os seguintes passos:

Identificar, por meio da cor produzida na chama, alguns cátions metálicos;

Observar o fenômeno de emissão luminosa por excitação e correlacionar com o Modelo Atônico de Bohr;

Verificar a distribuição eletrônica dos elementos;

Reconhecer o caráter quântico dos elétrons;

Tomar contato com as regiões do espectro eletromagnético.

Introdução teórica

Um modelo atômico é uma representação que procura explicar, sob o ponto de vista da Ciência, fenômenos relacionados à estrutura da matéria e às formas como elas se expressa. Ela visa dar uma explanação sobre a estrutura microscópica da matéria e deve ser capas de prever outros fenômenos associados a ela.
A partir do modelo atônico de Bohr, ficou estabelecido os ástomos possuem especificas disponíveis para acomodar seus elétrons – as chamadas camadas eletrônicas.
Usando os conceitos quânticos desenvolvidos para a luz, Bohr propõe os seguintes postulados para os átomos:
O elétron move-se em órbita circulares entorno do núcleo do átomo;
A energia total de um elétron (potencial + cinética) não podem apresentar qualquer valor, mas sim, valores múltiplos de um quantum;
Apenas algumas órbitas eletrônicas são permitidos para o elétron s ele não emite energia ao percorrê-la;
Quando um elétron passa de uma órbita para outra, emite ou absorve um quantum de energia.

Modelo atômico de Bohr

No estado fundamental (de menor energia), os eletros ocupam os níveis mais baixos de emergias possíveis. Quando um átomo absorve energia de uma fonte externa, um ou mais elétrons absorvem esta energia e “pulam” para níveis mais energéticos (externos). Neste caso, dizemos que o átomo encontra-se em um estado excitado.

O eletron absorve uma quantidade E de energia (E=E2-E1) e “pula” para um nível mais externo de energia (E2). O átomo no estado excitado encontra-se numa situação em que existe espaço livre em níveis de energia mais baixo. Assim, o elétron excitado ou algum outra que esteja em níveis acima do espaço livre pode “cair” deste nível mais externo para ocupar o espaço livre. O átomo então volta em seu estado normal de energia.
A temperatura da chama do bico de Bünsen é suficiente para excitar uma quantidade de elétrons de certos elementos que emitem luz ao retornarem ao estado fundamental de cor e intensidade, que podem ser detectados com considerável certeza e sensibilidade através da observação visual da chama.
Nestes casos, ocorre a emissão na forma de radiação eletromagnética. No experimento Teste de Chama foi utilizado os princípios do modelo de Bohr, de que quando uma certa quantidade de energia é fornecida a um determinado elemento químico, alguns eletros da camada valência absorvem esta energia passando para um nível de energia mais elevado, produzindo o que chamamos de estado excitado.
Assim, a luz de um comprimento de onda particular ou cor, pode ser utilizado para identificar um referido elemento, para isso utilizamos um bico de bunsen bem ajustado que produziu uma chama bem azul e um fio metálico preso a um bastão de madeira, para testar os materiais.

Materiais e Reagentes

Materiais utilizados para experimento
Reagentes utilizados para experimento
6 tubos de ensaio para cada componente utilizado
6 compostos:
cloreto de potássio
cloreto de bário
cloreto de potássio
cloreto de sódio
sulfato de cobre
1 fio metálico de cobre
Acido Clorídrico concentrado

Procedimento Experimental

Foi acendido o bico de Busen e calibrado a entrada de ar para obter uma chama azulada quase transparente.
Foi limpado limpo o fio de cobre que foi estava sendo usado no experimento aquecendo-o em rubro na chama do bico de Busen após tê-lo mergulhado numa solução de acido clorídrico concentrado. Esse processo foi repetido varias vezes até o fio de cobre, quando aquecido, não apresentou coloração à chama.
Foi mergulhado o fio de cobre na solução da amostra em questão, e levado à chama, conforme indicado na figura, e foi observado a coloração da chama e anotado o resultado.
Após cada ensaio, o fio de cobre foi limpado imergindo-se o mesmo em acido clorídrico concentrado, HClconc, e aplicado na chama, até que não se observa-se a cor.

RESULTADOS

Foram feito dois testes dos componentes, o primeiro teste foi realizado com os componentes dissolvido em água e o outro teste foi com os componentes em sua forma sólida.
Após o primeiro experimento com os componentes dissolvidos em água obtivemos os seguintes resultados:

Componentes
Cor observada
Cloreto de Cálcio (CaCl2)
Verde
Cloreto de bário (BaCl2)
Verde Amarelado
Cloreto de potássio (KCl2)
Violeta
Cloreto de sódio (NaCl)
Laranja
Sulfato de cobre (CuSo4)
Não apresentou cor

Os segundos experimentos com os componentes no estado sólidos obtiveram os seguintes resultados:

Componentes
Cor observada
Cálcio (Ca)
Vermelha
Bário (Ba)
Laranja Amarelado
Potássio (K)
Violeta Alaranjado
Sódio (Na)
Laranja
Sulfato de cobre (CuSo4)
Verde

Conclusão

Chegamos a uma conclusão que o principal objetivo do experimento foi atingido.
Conseguimos observar que o teste de chama é rápido e fácil de ser feito, e não requer nenhum equipamento que não seja encontrado normalmente num laboratório de química. Porém, a quantidade de elementos detectáveis é pequena e existe uma dificuldade em detectar concentrações baixas de alguns elementos, enquanto que outros elementos produzem cores muito fortes que tendem a mascarar sinais mais fracos as cores resultantes do teste e observar.
Assim com o experimento detectar a presença de alguns íons metálicos, baseado no espectro de emissão característico para cada elemento.
Observamos que a temperatura da chama do bico de Bünsen é suficiente para excitar uma quantidade de elétrons de certos elementos que emitem luz ao retornarem ao estado fundamental de cor e intensidade, que podem ser detectados com considerável certeza e sensibilidade através da observação visual da chama.
Questões para o Relatório

1) Quais os postulados do modelo de Bohr?
R:
O elétron move-se em órbita circulares entorno do núcleo do átomo;
A energia total de um elétron (potencial + cinética) não podem apresentar qualquer valor, mas sim, valores múltiplos de um quantum;
Apenas algumas órbitas eletrônicas são permitidos para o elétron s ele não emite energia ao percorrê-la;
Quando um elétron passa de uma órbita para outra, emite ou absorve um quantum de energia.

2) Usando o sódio como exemplo (emite na região amarela), qual o dos elétrons que estão sofrendo transição eletrônica?
R:

3) Este testes são conclusivos para identificar um elemento?
R: Não são conclusivas pois a quantidade de elementos detectáveis é pequena e existe uma dificuldade em detectar concentrações baixas de alguns elementos, enquanto que outros elementos produzem cores muito fortes que tendem a mascarar sinais mais fracos as cores resultantes do teste e observar.

4) Quando uma espécie não apresenta coloração ao ser colocada na chama, pode afirmar que não está ocorrendo transição eletrônica? Justifique.
R: Pode estar ocorrendo duas situações:
Ou a substância emite freqüência de luz azul quando exposta à chama, como o cobalto, por exemplo. Como a chama é azul, não é facilmente visível a emissão de luz.
Ou a substância pode emitir freqüência em uma faixa de luz não visível, como infravermelho e ultravioleta.
Bibliografia

[1] Ortiz, Jéferson A.; Maia, Daltamir; Alves, Mauro R.; Emeterio, Dirceu; Praticas de Laboratório para Engenharia, Ed. Átomo, São Paulo, Brasil, 2009.

[2] http://pt.wikipedia.org

[3] http://www.cq.ufam.edu.br

[4] http://www.diaadia.pr.gov.br

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