Teste da Chama

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INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DO AMAZONAS
CURSO TÉCNICO EM QUÍMICA
DISICIPLINA DE QUÍMICA GERAL E EXPERIMENTAL
RELATÓRIO: ENSAIO PELA COLORAÇÃO DA CHAMA
CARLOS HENRIQUE LIMA DO NASCIMENTO
MAXWELL DE MATOS BRITO
MANAUS – AM
2016
CARLOS HENRIQUE LIMA DO NASCIMENTO
MAXWELL DE MATOS BRITO
RELATÓRIO: ENSAIO PELA COLORAÇÃO DA CHAMA
Relatório apresentado ao Curso Técnico de Química do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Amazonas como requisito parcial para a obtenção de nota.
Orientadora:
Profª Cinthia Freitas
INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DO AMAZONAS.
MANAUS-AM
2016
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO	4
1.1 OBJETIVOS	5
1.1.1 OBJETIVO GERAL	5
1.1.2 MATERIAIS E REAGENTES	5
2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA	7
2.1 ESPECTROS ATÔMICOS	7
2.2 POSTULADO DE BOHR	8
3 PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS	10
4. DISCUSSÃO DOS RESULTADOS	11
5. CONSIDERAÇÕES FINAIS	13
BIBLIOGRAFIA	14
ANEXO A	15
ANEXO B	18
1 INTRODUÇÃO
	Esta experiência consiste na realização de testes ou ensaios de chama.
Cada elemento químico apresenta uma distribuição eletrônica específica, com níveis de energia particulares. Quando um elemento químico absorve energia, que pode ser de uma chama, esta absorção pode provocar a passagem do elétron de um nível de menor para outro de maior energia (é a transição eletrônica).
Como o elétron deixou um nível de menor energia para ocupar outro de energia mais elevada, aquele nível inicial ficou desocupado e a tendência do elétron é retornar à condição inicial (ou seja, devolver o átomo a seu estado fundamental). Nesta situação, a energia absorvida pelo elétron é liberada e pode o fazer emitindo algum tipo de radiação, algumas vezes com comprimentos de onda da região do visível, no espectro eletromagnético. Uma vez que os átomos possuem distribuições eletrônicas particulares, estas energias liberadas pelos elétrons, no seu retorno aos níveis de origem, podem ser utilizadas para identificação de elementos químicos presentes nos materiais, já que cada elemento irá apresentar absorção e emissão de energia em quantidades específicas.
Para verificar a existência de transições envolvendo quantidades de energia diferentes em elementos químicos distintos, iremos testar a coloração da luz emitida por cátions de metais alcalinos e alcalino-terrosos quando expostos à chama do bico de Bunsen.
A chama do queimador apresenta as três zonas:
Zona Oxidante ou zona externa região violeta pálida, quase invisível, onde os gases sofrem combustão total. 
Zona Redutora ou intermediária região luminosa onde os gases sofrem combustão incompleta por deficiência de oxigênio. 
Zona Neutra ou interna zona limitada por uma "casca azulada", onde os gases ainda não sofreram combustão. 
OBJETIVOS
OBJETIVO GERAL
Identificação de Cátions, através do Espectro Atômico.
Observar a cor da chama associada à presença de elementos químicos presentes em sais.
Identificar elementos químicos pelo teste da chama.
Descobrir o elemento químico que está presente em soluções desconhecidas (soluções-problema).
1.1.2 MATERIAIS E REAGENTES
Bastão de vidro
Vidro de relógio
Becker 
Bico Bunsen
Algodão
Papel toalha
Caixa palito de fósforo
Ácido clorídrico (HCl) 50%
Amostras de sais
Água destilada (PISETA)
2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
2.1 ESPECTROS ATÔMICOS 
	Certas substâncias, quando aquecidas na chama de um bico de Bunsen, conferem coloração á chama. A cor observada é característica do elemento presente na substância aquecida.
	Em 1856, o cientista Robert Bunsen (1811-1899) e seu colaborador, Gustave Kirchhoff (1824-1887), decidiram investigar o espectro das chamas.
	Em seus estudos, eles utilizaram um conjunto de lentes para selecionar um feixe de luz emitido pelo elemento aquecido, fazê-lo atravessar um prisma e observar uma série de linhas coloridas luminosas separadas por regiões escuras.
	Essas linhas constituíam o espectro de emissão de determinado elemento. Cada elemento apresentava um espectro descontinuo característico, assim denominado por apresentar linhas luminosas intercaladas por regiões sem luz.
	Quando um tubo contendo hidrogênio a baixas pressões é submetido a altas temperaturas ou a uma descarga elétrica, há emissões de radiação eletromagnética. No momento em que um feixe de luz dessa radiação atravessa um prisma, observa-se um espectro descontinuo.
	Se outro elemento gasoso é colocado no interior do tubo, obtém-se um espectro diferente. Não há dois elementos químicos com o mesmo espectro de emissão.
	Para explicar as características dos espectros atômicos, o físico Niels Bohr (1885-1962) propôs, em 1913, um modelo para o comportamento dos elétrons no átomo, que procurou esclarecer porque estes se mantêm na eletrosfera sem se dirigir para o núcleo e colidir com ele.
	Bohr sugeriu que uma teoria sobre a luz, proposta por Max Planck (1858-1947), poderia ser aplicada no átomo. Segundo Planck, toda a energia do elétron é quantizada, ou seja, os elétrons absorvem ou emitem quantidades fixas de energia na forma de pequenos pacotes denominados quanta. Segundo Tissone (2013).
2.2 POSTULADO DE BOHR
	O modelo de Bohr explicava os espectros descontínuos dos elementos. Para ele, os elétrons que recebiam energia (proveniente do aquecimento ou de cargas elétricas) passavam para níveis de maior energia. Quando eles se encontravam nesses níveis, dizia-se que o átomo estava eletronicamente excitado. Ao retornarem ao seu estado de menor energia, denominado estado fundamental, acontecia à emissão de energia que pode ocorrer sobre a forma de luz.
	Segundo Bohr, cada linha luminosa separado do espectro do hidrogênio indicava a energia liberada quando o elétron passava de um nível mais externo para outro mais próximo do núcleo.
 Ao considerar um átomo de hidrogênio composto de um núcleo que contenha um único próton, em torno do qual havia um único elétron, Bohr calculou todas as linhas do espectro desse elemento, observando que os valores encontrados coincidiam com os obtidos experimentalmente no espectro descontinuo do hidrogênio. 
	Sua teoria fundamenta-se basicamente em alguns postulados:
- Os elétrons giram ao redor do núcleo atômico, em órbitas circulares, denominadas níveis ou camadas. Os átomos descobertos, até hoje, podem ter no máximo sete camadas. Bohr denominou-as a partir da letra K, camada mais interna. 
- Nos seus níveis de energia, os elétrons não absorvem nem liberam energia (diz-se que estão no estado fundamental). 
- Cada nível possui um valor de energia determinado. 
- Os elétrons podem saltar de um nível de energia para outro. Ao absorverem energia, os elétrons saltam para um nível mais afastado do núcleo (diz-se que o elétron está no estado excitado). Ao retornar ao seu nível de energia, o elétron libera a energia absorvida na forma de ondas eletromagnéticas (calor, luz etc.). 
Ensaio de Via Seca
Os ensaios por “via seca” necessitam que os materiais em estudo bem como os reagentes se encontrem no estado sólido. Para realizar este tipo de ensaios é também necessária que a reação se realize por meio de aquecimento a alta temperatura. Um exemplo de ensaios por “via seca” é o ensaio de chama, que se baseia numa propriedade característica que os compostos metálicos apresentam. Assim quando expostos à chama do Bico de Bunsen, os compostos metálicos, conferem à chama a cor característica do cátion presente na amostra. 
3 PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS 
1. Em uma bancada á parte, se encontravam prontas 9 (nove) amostras dispostas, cada uma em um vidro de relógio a serem utilizadas pelo grupo.
2. Na bancada sob a orientação do professor foi aceso o bico de Bunsen, com o auxilio de fósforos.
3. Com um bastão de vidro e um pedaço de algodão, foi montado 1 (um) “cotonete”.
4. O cotonete foi umedecido em Ácido Clorídrico (HCl) 50% que estava contido noBecker.
5. O cotonete umedecido foi levado á bancada que continha ás amostras de sais, o mesmo foi embebecido em apenas uma amostra do sal, e levado novamente á bancada inicial, usando um vidro de relógio como aparador para evitar que o sal contido no cotonete viesse a cair no chão. 
6. O cotonete contendo a mistura foi levado ao bico de Bunsen, com a aproximação do cotonete à chama, foi verificada a cor resultante, sendo registrado em anotações escritas de acordo com a tabela (1) abaixo.
7. Se houve duvida quanto á cor repetiu-se o processo quantas vezes foi necessário.
8. Com auxilio de papel toalha e água destilada lavou-se o bastão e foi preparado um novo cotonete.
9. Repetiu-se a operação para cada amostra de sais.
 Tabela 1. Cátions e suas Respectivas colorações de chamas.
	Cátion
	Cor da Chama
	Cátion
	Cor da Chama
	Na+
	Amarelo Ouro
	Pb++
	Acinzentado
	K+
	Violeta
	Zn++
	Verde Esbranquiçado
	Ca++
	Vermelho Tijolo
	Bi+++
	Azul Pálido
	Ba++
	Verde Claro Fugaz
	Sr++
	Vermelho Carmim
	Cu++
	Verde Vivo Azulado
	
4. DISCUSSÃO DOS RESULTADOS
	Após ter seguido o procedimento do experimento, descrito na parte intitulada Procedimento Experimental, observou-se as cores das chamas e foram registrados os resultados na tabela (2) abaixo:
	Elemento
	Cátion
	Cor da Chama
	Cor Obtida no Teste
	Cloreto de Zinco (ZnCl2)
	Zn++
	Verde Esbranquiçado
	Verde
	Cloreto de Potássio (KCl)
	K+
	Violeta
	Vermelho / Violeta
	Cloreto de Chumbo (PbCl)
	Pb++
	Acinzentado
	Amarelo
	Cloreto de Cálcio (CaCl2)
	Ca++
	Vermelho Tijolo
	Laranja
	Cloreto de Sódio (NaCl)
	Na+
	Amarelo Ouro
	Amarelo
	Cloreto de Cobre (CuCl)
	Cu++
	Verde Vivo Azulado
	Verde
	Cloreto de Bário (BaCl2)
	Ba++
	Verde Claro
	Verde
	Nitrato de Estrôncio (Sr(NO3)2)
	Sr++
	Vermelho Carmim
	Vermelho
	Carbonato Bismuto (Bi2O2(CO3))
	Bi+++
	Azul Pálido
	Amarelo Claro / Azul
	A cor observada em cada chama é característica do elemento presente na substância aquecida. Exemplo, ao se colocar o cloreto de sódio, na chama, a luz emitida é de um amarelo bem intenso, quando colocamos o sulfato de cobre, a luz emitida é de cor verde e o cloreto de cálcio emite uma luz vermelha.
	Isso acontece porque cada elemento é formado por um átomo diferente, pois as suas camadas eletrônicas possuem valores de energia bem definidos, segundo o modelo atômico estabelecido por Bohr. Quanto mais distante do núcleo, maior é a energia do nível eletrônico.
	Quando aquecido o elétron absorve energia e salta para um nível mais externo, de maior energia. Quando o elétron salta de um nível até outro que seja mais próximo do núcleo, ele libera energia. Essa liberação ocorre na forma de luz visível. As cores são ondas eletromagnéticas, cada uma com um comprimento de onda diferente e que ficam na região do visível.
	No teste o cátion do elemento Cloreto de Chumbo (PbCl), notou-se que não se obteve a reação esperada, variação do resultado pode ser descrito pela data de validade do reagente o que poderia influenciar no resultado do mesmo. 
5. CONSIDERAÇÕES FINAIS
O Teste da Chama apoia-se no conhecimento teórico, de que cada elemento libera radiação em um comprimento de onda característico e especifico, pois a quantidade de energia necessária para excitar um elétron é única para cada elemento. O teste da chama atrela a si, um processo podendo ser considerado fácil, porém qualitativo e significativo de identificação de cátions. Obedecendo a algumas recomendações ou mesmo remediando falhas, os resultados podem ser ainda mais satisfatórios, deste modo, confirmam a funcionalidade do teste, na observação dos espectros das chamas, provenientes da queima dos sais.
Esta atividade experimental é relativamente simples, mas devem-se ter alguns cuidados visto que estamos a trabalhar com chamas, que podem pôr em risco o local de trabalho (incêndio) ou provocar queimaduras graves na pele.
BIBLIOGRAFIA
Tissone, M.A. Química Ensino Médio 1. 2ª edição. p.97, São Paulo 2013.
GRACETTO, A. C.; HIOKA, N.; FILHO, O. S. Combustão, chamas e teste de chama para cátions. Química Nova na Escola. n° 23, Mai. 43-48 p., 2006. Disponível em: http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc23/a11.pdf Acesso em 02 abr. 2011.
OKUMURA, F.; CAVALHEIRO, E. T. G; NÓBREGA, J. A. Experimentos simples usando fotometria de chama para ensino de princípios de espectrometria atômica em cursos de Química Analítica. Química Nova, v. 27, no. 5, 832-836 p., 2004 Disponível em: http://quimicanova.sbq.org.br/qn/qnol/2004/vol27n5/25-ED03142.pdf Acesso em 10 set. 2016.
http://www.unesp.br/prograd/ENNEP/Trabalhos%20em%20pdf%20%20Encontro%20de%20 Ensino/T4.pdf Acesso em 10 set. 2016
ANEXO A
vidrarias dispostas no laboratorio 
Pipeta Graduada
Utilizada para medir pequenos volumes. Mede volumes variáveis. Não pode ser aquecida e não apresenta precisão na medida. Mede volumes variáveis e não pode ser aquecida.
A proveta é um instrumento preciso e, portanto, altamente recomendado para medição de líquidos. Pode ser encontrada em volumes de 25 até 
1000ml
. Não pode ser aquecida.
Pipeta Volumétrica
Usada para medir e transferir volume de líquidos, não podendo ser aquecida, pois possui grande precisão de medida. Mede um único volume, o que caracteriza sua precisão.
Proveta Graduada
Possui volume definido e é utilizado para o preparo de soluções com precisão em laboratório. É utilizado para preparo de soluções e para medir com precisão um volume único e fixo descrito no balão.Balão Volumétrico
Erlenmeyer
Tem as mesmas finalidades que o béquer ao fazer titulações, aquecer líquidos e dissolver substâncias, dentre outras, mas tem a vantagem de permitir a agitação manual – o seu afunilamento em cima anula o risco de perda de material.
Funil Haste Longa
Ele é feito de vidro e é utilizado na transferência de substâncias entre recipientes e na filtragem de substâncias como o auxílio de um filtro de papel.
Tubo de Ensaio
Nele podem ser feitas reações em pequena escala e pode ser aquecido diretamente sob a chama do bico de Bunsen.
Estante para Tubos de Ensaio
É usada para suporte dos tubos de ensaio.
Tela de Amianto
Tem a função de dar apoio a
 
materiais
 
de laboratório
 sobre 
tripés
 ou anéis em 
suporte
 e
 
distribuir uniformemente o calor quando em aquecimento por 
bico de Bunsen
 ou mesmo aquecedores elétricos.
Pinça de Madeira
Utilizada para segurar tubos de ensaio em aquecimento, evitando queimaduras nos dedos.
Tripé
Apoio para efetuar aquecimentos de soluções em vidrarias diversas de laboratório. É utilizado em conjunto com a manta aquecedora.
ANEXO b
QUESTIONÁRIO
1. Complete o quadro abaixo:
	Amostra
	Elemento
	Cátion
	Cor da Chama
	Cor Obtida no Teste
	1
	Cloreto de Zinco (ZnCl2)
	Zn++
	Verde Esbranquiçado
	Verde
	2
	Cloreto de Potássio (KCl)
	K+
	Violeta
	Vermelho / Violeta
	3
	Cloreto de Chumbo (PbCl)
	Pb++
	Acinzentado
	Amarelo
	4
	Cloreto de Cálcio (CaCl2)
	Ca++
	Vermelho Tijolo
	Laranja
	5
	Cloreto de Sódio (NaCl)
	Na+
	Amarelo Ouro
	Amarelo
	6
	Cloreto de Cobre (CuCl)
	Cu++
	Verde Vivo Azulado
	Verde
	7
	Cloreto de Bário (BaCl2)
	Ba++
	Verde Claro
	Verde
	8
	Nitrato de Estrôncio (Sr(NO3)2)
	Sr++
	Vermelho Carmim
	Vermelho
	9
	Carbonato Bismuto (Bi2O2(CO3))
	Bi+++
	Azul Pálido
	Amarelo Claro / Azul
2. Complete as lacunas:
a) Quando um átomo recebe energia, elétrons saltam de uma camada interna para uma mais externa. 
b) Quando um átomo libera energia, elétrons saltam de uma camada externa para uma mais interna.
c) Os itens a e b são baseados nos postulados de Bohr.