teste da chama [relatorio]

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RESUMO 
O ensaio da chama é um método que busca identificar elementos químicos a partir da coloração 
emitida em uma chama. O presente relatório tem como objetivo observar e a cor da chama 
associada à presença de elementos químicos metálicos presentes em sais.Quando o composto a ser 
estudado é submetido ao aquecimento, em uma chama, os íons presentes no metal começarão a 
emitir luz. Baseado no espectro de emissão do elemento, o composto irá modificar a cor da chama 
para uma cor característica, no experimento foram utilizados os sais de KI, Pb(NO2)3, SnCl e NaCl 
sendo verificados suas colorações. 
 
 
 
 
INTRODUÇÃO 
Em meados do século XVIII começaram os estudos sistemáticos de identificação de compostos pelo 
uso de chamas, conduzidos mais ou menos de modo simultâneo por vários pesquisadores. Thomas 
Melvill (1726-1753) observou, em 1752, o espectro de linhas brilhantes emitido por chamas 
contendo sais metálicos. Em 1758, Andreas Marggraf (1709-1782) conseguiu diferenciar sais de 
sódio e sais de potássio pela cor de suas chamas. 
 
John Herschel (1792-1871), por sua vez, mostrou que a radiação emitida pelas chamas de bário, 
cálcio, estrôncio e cobre, ao atravessar um prisma de vidro, era resolvida em suas linhas espectrais 
características, fato que poderia ser usado para fins de identificação química. Joseph 
 
Fraunhofer (1787-1826) fez o mesmo tipo de estudo, observando em particular o par de linhas 
amarelas emitidas pelo sódio, quando fazia estudos de índice de refração de vidros. Tais estudos 
redundaram na construção do espectroscópio de Bunsen e Kirchoff (Lockemann, 1956), valioso 
instrumento de identificação de metais, que culminou com a descoberta, pelos dois cientistas, dos 
elementos césio e rubídio. 
Esta vasta gama de estudos permitiu, em 1928, que o botânico dinamarquês Henrik Lundegardh 
(1888-1969) criasse a fotometria de chama (GRACETTO, 2006). 
O teste da chama baseia-se na teoria da mecânica quântica. Einstein, um pouco mais tarde que 
Planck, enunciou-a, verificando por numerosas experiências de que a matéria emite ou absorve uma 
radiação, a energia E é emitida ou absorvida em quantidades discretas iguais a hν; tem-se, assim, E = 
hν, onde ν designa a freqüência da radiação considerada e h a constante universal de Planck (h = 
6.5510-27 erg. sec). A constante h foi introduzida na Física por Planck, em 1900, em seus célebres 
trabalhos sobre a intensidade específica da radiação de origem térmica que existe no interior de um 
recinto isotérmico. 
A aplicação da teoria dos quantum ao estudo da estrutura dos átomos e de suas raias espectrais de 
emissão e de absorção foi feita, pela primeira vez, por Niels Bohr em 1913. A teoria atômica de Bohr 
utilizou-se do modelo atômico de Rutherford (RAMOS, 2004). 
No trabalho de Bohr, foi aplicada pela primeira vez a hipótese quântica para explicar a estrutura 
atômica com razoável sucesso. Entretanto, a teoria de Bohr estava parcialmente incorreta, sendo 
abandonada 12 anos depois para dar lugar a teoria quântica. Havia, contudo, fundamentos 
suficientes nas ideias de Bohr que lhe permitiram explicar por que os átomos no estado excitados 
emitiam luz somente com certas frequências, a teoria de Bohr trouxe uma contribuição importante 
para a compreensão da estrutura atômica (MAHAN, 1995). 
OBJETIVO 
Observar a cor da chama associada à presença de elementos químicos metálicos presentes em sais. 
 
 
PARTE EXPERIMENTAL 
 
 MATERIAIS E REAGENTES 
1. Béquer; 
2. Bico de Bussen; 
3. sodio 
4. Potassio 
5. Calcio 
6. Bario 
7. Estroncio 
8. cobre 
 
 
 
 
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL: 
1. Coloque o ácido clorídrico em um tubo de ensaio. Sempre trabalhe com HCl concentrado em 
capela. 
2. Acenda o bico de Bunsen e, com o auxílio da pinça de madeira, leve o fio de níquel-crômo ao 
fogo até que a chama não mude mais de cor. 
3. Caso haja presença de cor na chama, mergulhe a ponta do fio no ácido clorídrico. 
4. Passe a ponta do fio no cloreto de potássio, leve-o à chama e observe. 
5. Limpe o fio mergulhando-o novamente no ácido clorídrico. 
6. Repita o processo com os demais sais. 
 
 
. 
OBSERVAÇÕES: 
 Podem-se usar outros sais que apresentem estes mesmos cátions, desde que não sejam 
tóxicos ou possam causar algum tipo de dano à integridade física dos operadores. 
 O cloreto de sódio normalmente contamina as demais amostras, adulterando os resultados; 
por este motivo, deve ser deixado por último. 
 As cores que devem ser obtidas nos ensaios são: 
o sódio – amarelo-alaranjado. 
o potássio – violeta-pálido 
o cálcio – vermelho-alaranjado 
o estrôncio – vermelho-sangue 
o bário – verde-amarelado 
o cobre – verde-azulado 
 
 
 
 RESULTADOS E DISCUSSÕES 
Na análise por ensaio de chama, utiliza-se um fio de platina, preso ao cabo, o fio é limpo por imersão 
em ácido clorídrico concentrado e, então, aquecido na zona de fusão da chama do bico de bunsen; o 
fio estará limpo quando não transmite cor a chama. O fio é novamente mergulhado ao ácido 
clorídrico concentrado e uma pequena porção da substância em exame é retida no fio que volta para 
a chama oxidante, e então pode observar a cor transmitida a chama. 
Nos ensaios de chama, conforme Vogel (1981), ocorre às interações atômicas através dos níveis e 
subníveis de energia quantizada, ele baseia-se na possibilidade de muitos íons metálicos e seus sais 
conferirem uma cor característica quando é vaporizado numa chama, isso porque todo átomo 
quando aquecido ou recebe um descarga elétrica, absorve energia, que em seguida é emitida como 
radiação, ou seja, uma linha espectral pode ser absorvida e também emitida quando de alguma 
forma o átomo é excitado. Cada elemento químico apresenta um espectro de linha distinto que este 
relacionado com sua natureza atômica. 
Os sais de KI, Pb(NO2)3, SrCl e NaCl, quando sujeitos a elevadas temperaturas, veem os seus íons 
metálicos, cátions que os constituem, passarem do estado fundamental a estados excitados, com 
posterior emissão de radiações de cor característica, sob a forma de uma chama colorida. 
A tabela 1 mostra as colorações observadas através do experimento do teste da chama comparando 
os com os da literatura encontrada. 
Tabela 1: Ensaio da chama 
Inferência Chama 
Sódio Amarelo dourado persistente 
Potássio Violeta (lilás) 
Estrôncio Vermelho-tijolo (vermelho amarelado) 
Chumbo Azul – branco 
 
A primeira amostra analisada foi o cloreto de sódio que emitiu a coloração amarela, como afirma 
Vogel (1986) essa coloração é característica do elemento sódio, apresenta baixa energia de 
ionização igual a 497,5 kj mol -1, quando o elétron e irradiado pela luz a energia absorvida excita-o 
para um nível de energia superior. O elétron retorna ao nível inicial liberando energia que pode ser 
calculada pela equação de Planck. Sabe-se que a cor amarela tem comprimento de onda que varia 
entre 597 e 577 nm e a velocidade da luz é igual 299 792 458 m/s. 
O iodeto de potássio ao ser submetido ao aquecimento apresentou coloração violeta, logo essa 
coloração é característica do metal potássio. 
Segundo Gracetto (2006), os metais, sobretudo os alcalinos e alcalinos terrosos são os elementos 
cujos elétrons exigem menor energia para serem excitados. A partir do Modelo atômico de Bohr, 
ficou estabelecido que os átomos possuem regiões específicas disponíveis para acomodar seus 
elétrons – as chamadas camadas eletrônicas. 
O Nitrato de chumbo na chama apresentou coloração azul claro que, de acordo com Vogel (1986), é 
proveniente do cátion de chumbo (comprimento de onda 465 nm). 
O cloreto de estrôncio apresentou uma coloração vermelho, proveniente dos íons de estrôncio. Esse 
espectro, característico de cada elemento químico, é sempre o mesmo, quer o elemento esteja 
isolado quer estejacombinado com outros elementos em diferentes compostos químicos. 
Uma das mais importantes propriedades dos elétrons é que suas energias sãoquantizadas, isto é, um 
elétron ocupa sempre um nível energético bem definido e não um valor qualquer de energia. Se, no 
entanto um elétron for submetido a uma fonte de energia adequada (calor, luz, etc.), pode sofrer 
uma mudança de um nível mais baixo para outro de energia mais alto (excitação), isso pode ser 
observado quando os sais de KI, Pb(NO2)3, SrCl e NaCl foram submetidos a uma fonte de calor no 
Bico de Bussen. O estado excitado é um estado metal-estável (de curtíssima duração) e, portanto, o 
elétron retorna imediatamente ao seu estado fundamental. A energia ganha durante a excitação é 
então emitida na forma de radiação visível do espectro eletromagnético que o olho humano é capaz 
de detectar. 
 
 
 CONSIDERAÇÕES 
Ressalta-se que, através do teste de chama pode-se comprovar a origem das cores e associá-las com 
a presença de metais nos sais testados com a estrutura eletrônica dos átomos. Com a energia 
liberada na combustão, os elétrons externos dos átomos dos metais são promovidos a estados 
excitados e, ao retornarem ao seu estado eletrônico iniciais, liberam a energia excedente na forma 
de luz. A cor, comprimento de onda, da luz depende da estrutura eletrônica do átomo. 
 
 
 REFERÊNCIAS 
MAHAN, B.M.; MYERS, R. J. Química um curso universitário. Tradução da 4ª edição americana, 1995. 
RUSSELL, John B.; Química Geral vol.1, São Paulo: Pearson Education do Brasil, Makron Books, 1994.