Relatório - TESTE DE CHAMAS E REATIVIDADE DOS MATERIAS - Química Experimental

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2016 Estácio de Sá
Niterói
Química Geral Experimental
TESTE DE CHAMAS E REATIVIDADE DOS MATERIAS
Professora: 
Rafaela
Alunos:
Camila Alves
Felipe Campagnac
Gabriela Giannini
Higor Carracena
Igor Samagaio
TESTE DE CHAMAS E REATIVIDADE DOS MATERIAS
 QUÍMICA GERAL EXPERIMENTAL
1 Introdução:
 Neste relatório será abordado o experimento relativo ao teste da chama, que consiste emum procedimento utilizado em Química e também na Física para detectar a presença de alguns íons metálicos baseado no espectro de emissão característico para cada elemento onde os elétrons de um determinado átomo, que se encontram num determinado nível energético, são elevados a um nível mais alto de energia (estado excitado) e retornam ao estado anterior emitindo um fóton correspondente à diferença de energia.
O teste envolve a introdução da amostra numa chama e a observação da cor resultante. As amostras geralmente são manuseadas com um fio de platina previamente limpo com ácido clorídrico para retirar resíduos de analitos anteriores.
 Quando certa quantidade de energia é fornecida a um determinado elemento químico (no caso da chama, energia em forma de calor), os elétrons da última camada de valência absorvem esta energia indo à um nível de energia mais elevado, chegando ao estado conhecido como '' estado excitado ''. Quando um desses elétrons excitados retorna à sua origem, ele libera a energia recebida em forma de radiação. Cada elemento libera a radiação em um comprimento de onda característico, pois a quantidade de energia necessária para excitar um elétron é única para cada elemento, onde o comprimento de onda na faixa do espectrovisível, ou seja, o olho humano é capaz de enxergá-las através de cores.
 Niels Bohr, em 1903, elaborou 3 postulados muito importantes para a compreensão que temos hoje para a estrutura atômica.
Enquanto o elétron está numa determinada orbita, sua energia é constante.
Se o elétron receber energia suficiente, ele saltará a uma orbita com energia superior.
Ao retornar a sua orbita de origem, o elétron emite, na forma de ondas eletromagnéticas, a mesma quantidade de energia absorvida.
Sendo assim, os postulados prestam-se muito bem ao se buscar uma explicação às observações do teste da chama.
 Ainda neste relatório será abordada a reatividade dos metais, Ferro e Alumínio. 
 Reações químicas são fenômenos, transformações que modificam a composição química das substâncias. As reações são evidenciadas através de sinais como aquecimento, formação de precipitado, liberação de gases, etc.
Existem fatores que influenciam na velocidade das reações como: Natureza dos reagentes, concentração dos reagentes, temperatura, superfície de contato, presença de um catalisador, afinidade química (reatividade).
 Os metais reagem facilmente devido a capacidade de doar elétrons, eles são altamente reativos e eletropositivos. Eletropositividade pode ser definida como a tendência que um átomo tem de perder elétrons. Por ser uma característica de metais pode ser também chamado de caráter metálico. É o inverso da eletronegatividade.A eletropositividade aumenta conforme o raio atômico aumenta.Quanto maior o raio atômico, menor será a atração do núcleo pelo elétron mais afastado, maior a facilidade do átomo em doar elétrons, então, maior será a eletropositividade.Os gases nobres também não são considerados, por conta da sua estabilidade.A eletropositividade aumenta nas famílias, de cima para baixo, e nos períodos, da direita para a esquerda. 
Alumínio
 O alumínio é um elemento químico de símbolo Al de número atômico 13 ( 13 prótons e 13 elétrons ) com massa atômica 27 u. Na temperatura ambiente é sólido, sendo o elemento metálico mais abundante da crosta terrestre. Sua leveza, condutividade elétrica, resistência à corrosão e baixo ponto de fusão lhe conferem uma multiplicidade de aplicações, especialmente nas soluções de engenharia aeronáutica. O alumínio é um metal leve, macio e resistente. Possui um aspecto cinza prateado e fosco, devido à fina camada de óxidos que se formam rapidamente quando exposto ao ar. O alumínio não é tóxico como metal, não-magnético, e não cria faíscas quando exposto à atrito. É muito maleável, muito dúctil, apto para a mecanização e fundição, além de ter uma excelente resistência à corrosão e durabilidade devido à camada protetora de óxido. É o segundo metal mais maleável, sendo o primeiro o ouro, e o sexto mais dúctil. Por ser um bom condutor de calor, é muito utilizado em panelas de cozinha.
Ferro
O ferro é um elemento químico, símbolo Fe, de número atômico 26 (26 prótons e 26 elétrons) e massa atómica 56 u. À temperatura ambiente, o ferro encontra-se no estado sólido. Adicionando-se carbono dá-se origem a várias formas de aço.
Este metal de transição é encontrado no grupo 8B da Classificação Periódica dos Elementos. É o quarto elemento mais abundante da crosta terrestre (aproximadamente 5%) e, entre os metais, somente o alumínio é mais abundante.
O ferro, atualmente, é utilizado extensivamente para a produção de aço, liga metálica para a produção de ferramentas, máquinas, veículos de transporte (automóveis, navios, etc), como elemento estrutural de pontes, edifícios, e uma infinidade de outras aplicações.
É um metal maleável, tenaz, de coloração cinza prateado apresentando propriedades magnéticas; é ferromagnético a temperatura ambiente, assim como o Níquel e o Cobalto.
2 Objetivo:
O objetivo do experimento (1), é determinar a cor das chamas de cada elemento. Já o objetivo do experimento (2), é de objetivo a reação do ferro e do alumínio em dois tubos de ensaio diferentes contendo em ambos acido clorídrico.
3 Materiais e Métodos:
3.1 Materiais e Reagentes utilizados no exemplo 1:
5 vidros de relógio 
CuSO4- Sulfato de cobre 
KCl- Cloreto de potássio 
Ácido clorídrico- 1 molar(30ml) 
Alça de platina 
Cadinho 
Álcool 
Cacl2 
BaCl2-Cloreto de bário 
NaCl- Cloreto de sódio 
Palito de fósforo 
Becker de 50ml
3.2 Procedimento Experimental (Metodologia) do exemplo 1:
Em preparação para realizar o experimento, colocou-se os 30ml de ácido clorídrico no Becker, e o álcool dentro do cadinho. Colocou-se também as substâncias Kcl,CuSO4,Cacl2,BaCl2,NaCl nos vidros de relógio. Então utilizando o palito de fósforo acendeu-se a chama no cadinho. 
Então, com os materiais preparados para a realização do experimento, iniciamos o processo de limpeza da alça de platina. Tal, consistiu em mergulhar a alça de platina no ácido clorídrico e depois colocar na chama, aproximadamente 5 vezes, ou até perceber que já estava limpo. 
Depois de estar com a alça de platina limpa, realizou-se um processo parecido com o de limpeza, para o teste da chama. Mergulhou-se a alça de platina no ácido clorídrico para umedecer, e então colocou-se na substância KCl e em seguida na chama, a qual mudou de cor, aparecendo então um lilás claro. 
Foi realizado o mesmo processo de limpeza a cada teste de uma substância na chama, e para o teste da chama foi realizado o mesmo processo do Kcl e para cada substância foi obtido uma cor diferente. 
Para o NaCl foi obtido um laranja neon; Para o CaCl2 um vermelho deadpool; Para o BaCl2 um amarelo sol da manhã; E para CuSO4 um verde limão.
3.3 Materiais e Reagentes utilizados no exemplo 2:
Hcl- Ácido clorídrico 
Alumínio 
Ferro 
Zinco 
Ferro em pó 
Tubos de ensaio
3.4 Procedimento Experimental (Metodologia) do exemplo 2:
Colocou-se ácido clorídrico primeiramente em 2 tubos de ensaio, e então colocou-se em um o ferro e no outro o alumínio. Observou-se então que o Ferro é mais reativo do que o alumínio. 
Após, colocou-se ácido clorídrico em mais 2 tubos de ensaio, e então colocou-se em um o zinco e no outro o ferro em pó. Observou-se então que o ferro em pó é mais reativo do que o zinco. 
4 Discussão e Resultados:
4.1 Experimento 1:
Analise das cores das chamas dos elementos químicos feita no laboratório:
 - verde
 - vermelho- amarelo
 - laranja
 - lilás
Tabela das cores das chamas dos elementos químicos:
Comparando a tabela com o resultado encontrado no laboratório o resultado foi satisfatório, praticamente iguais da tabela.
Quando colocamos o elemento químico em contato com o fogo, estamos fornecendo energia para seus elétrons. No entanto, o estado excitado é instável, portanto, os elétrons que “saltaram” de nível retornam à órbita de seu estado estacionário. Nesse momento, o elétron perde (na forma de onda eletromagnética, ou seja, na forma de luz) uma quantidade de energia que corresponde à diferença de energia existente entre as órbitas envolvidas no movimento do elétron. Cada elemento possui uma quantidade diferente de elétrons, fazendo com que possuam também a sua camada mais externa diferentes uma dos outros. Por isso cada elemento possui um tamanho de onda eletromagnética diferentes um do outro fazendo com que as cores de suas chamas sejam também diferentes.
4.2 Experimento 2:
Alguns tipos de metais foram colocados nos tubos de ensaio contendo ácido clorídrico para analisar quais eram mais reativos.
Resultados encontrados no laboratório:
 1º Tubo de ensaio:
 - Alumínio e Ferro sólidos
 --> O ferro foi mais reativo do que o alumínio.
 2º Tubo de ensaio:
 - Zinco e Ferro em pó
 --> O ferro em pó foi mais reativo do que o zinco.
Tabela de radioatividade encontrada na literatura:
Comparando os resultados:
Se compararmos os resultados encontrados no laboratório vimos que deram errado, pode ter sido pelo tempo que tivemos para fazer a análise dos dados de laboratório, mas na verdade o ferro é o menos reativo em ambos os casos
5 Conclusão:
5.1 Experimento 1:
Através da realização dessa experiência, pode-se concluir que a distribuição de energia, que neste experimento, foi através da chama do cadinho com álcool 92,8%, desperta os elétrons levando com que estes passem para níveis de energia mais altos e quando “voltam” para níveis de energia mais internos, liberam, ou seja, emitem um quantum de energia, na forma de luz de cor bem definida ou outra radiação eletromagnética.
5.2 Experimento 2:
A partir da fila de reatividade dos metais, podemos prever a ocorrência de algumas reações de deslocamento. E a partir dos potenciais de redução podemos selecionar substâncias que são bons agentes oxidantes e redutores.
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6 Referências Bibliográficas:
http://www.infoescola.com/quimica/explicacao-em-bohr-para-o-teste-da-chama/
https://pt.wikipedia.org/wiki/Teste_da_chama
https://pt.wikipedia.org/wiki/Espectro_de_emiss%C3%A3o
http://quimicaensinada.blogspot.com.br/2012/01/teste-da-chama.html
https://pt.wikipedia.org/wiki/Alum%C3%ADnio
https://pt.wikipedia.org/wiki/Ferro
https://pt.wikipedia.org/wiki/Reatividade
http://www.acervodigital.unesp.br/bitstream/123456789/41532/19/2ed_qui_m2d4.pdf
https://www.codecogs.com/latex/eqneditor.php?lang=pt-br
http://rpsil.blogspot.com.br/
http://edadcelestial.blogspot.com.br/2011_06_01_archive.html
http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/quimica/reatividade-metais-com-acidos.htm