estudo dirigido qualitativa 2017

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UNIVERCIDADE FEDERAL DA PARAÍBA 
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA NATUREZA 
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA 
 QUÍMICA ANALÍTICA QUALITATIVA EXPERIMENTAL 
 
Prof.ª Kátia Messias Bichinho 
Aluno: Alysson Henrique de Albuquerque Alves Mat.: 20160152564
 
Estudo Dirigido – Teste da Chama 
Como são realizados os testes de chama? Podem ser úteis para identificar os constituintes de substâncias químicas? Quais as limitações do uso do teste da chama na identificação de elementos químicos? JUSTIFIQUE. 
R: O teste envolve a introdução da amostra numa chama e a observação da cor resultante. As amostras são normalmente manuseadas com fios de platina, que foram previamente limpas com ácido clorídrico com intuito de remover quaisquer resíduos de analitos anteriores. O método se baseia no espectro de emissão característico que cada elemento emite ao receber energia. O teste detecta a presença de alguns cátions em amostras de compostos, baseando-se no espectro de emissão característico de cada elemento. Este teste é muito limitado, pelo fato da mínima quantidade de elementos químicos detectáveis, onde a faixa de concentração detectável é pouco conhecida segundo as mudanças visuais, fora que há possível chance de haver contaminação de elementos na amostra e a cor produzida por um elemento mascarar a cor produzida por outro.
Utilizando um modelo atômico em que os elétrons estão representados em níveis quantizados de energia, EXPLIQUE como um átomo emite luz no teste de chama. Deixe claro, em sua resposta, o motivo pelo qual átomos de elementos diferentes emitem luz de cor diferente. 
R: O modelo atômico estabelecido por Böhr diz que quanto mais distante do núcleo, maior será a energia do nível eletrônico. Quando um elétron recebe energia, ele salta para uma orbita mais externa, e a quantidade pacote de energia absorvida é bem definida (quantum), que é equivalente a diferença energética entre as camadas. Quando tal eletro está em estado excitado, ele tende a voltar a sua orbita estacionária, liberando energia de forma de ondas eletromagnéticas (a luz) de frequência característica do elemento deste átomo. Böhr propõem que o átomo só pode perder energia em certas quantidades discretas e definidas, e isso sugere que os átomos possuem níveis com energia definida. Tais teorias hoje são comprovadas experimentalmente e a partir de cálculos. Dentre tais teorias, está o teste da chama.
Qual a relação matemática entre energia e emissão de luz? 
R: O eletrón ao passar de um estado para outro, absorve ou emite um quantum de energia hν, correspondente à diferença de energia entre os dois estados. Portanto: ∆E = E2 − E1=hν em que ∆E é a energia emitida ou absorvida na transição do elétron de um estado estacionário para outro, E2 e E1 são as energias dos estados. Energia radiante é emitida quando o elétron passa de um estado de maior energia para um estado de menor energia
Os pacotes de energia mínima liberada são chamados fótons. A energia de um fóton é calculada pela diferença entre a energia superior e a energia inferior. Energia radiante através da fórmula:
Onde E é a energia radiante, em joules, h é a constante de Planck e v é a frequência da onda eletromagnética, em hertz.
Por que, ao se analisar uma mistura, predomina a coloração de um determinado metal, mesmo se a mistura foi preparada com estequiommetria 1:1. 
R: Poderá observar que a cor emitida pelo corpo aquecido depende da sua temperatura. Cada elemento libera uma radiação em formato de onda com características próprias, pois a quantidade de energia necessária para excitar um elétron é unica para cada elemento. Podendo concluir que a frequência e o comprimento da radiação eletromagnética está diretamente ligada à energia absorvida pelo corpo durante o aquecimento.
Por que cada substância química apresenta uma cor característica ao ser aquecida na chama de um bico de Bunsen? 
R:  Ao retornarem ao seu estado inicial de energia, a substância libera fótons de luz de cores características a cada elemento. Observa-se que a cor emitida pelo corpo aquecido depende da sua temperatura. 
 
Qual seria a melhor zona de aquecimento de um bico de Bunsen para realizar o teste da chama? 
R: Para proporcionar tal excitação de elétrons para emitir a luz necessária, o bico de Bünsen é mais que suficiente nesse experimento, desde que a haste com a amostra esteja posicionada na parte azul da chama. Conhecida como zona oxidante, a parte que emite luz azul é aonde ocorre a combustão completa, fornecendo maior quantidade de energia.
 
Sais do mesmo metal darão cor idêntica na chama? E sais da mesma cor, mas de metais diferentes, darão cor idêntica na chama? 
R: Sim. Sais dos mesmos metais dará cor idêntica à chama, porque a cor da chama depende do cátion. Sendo o mesmo cátion, o seu aspectro de emissão será o mesmo, pois a cor emitida será a mesma. Enquanto os sais da mesma cor mas sendo de metais diferentes não dará cor idêntica à chama, pois a cor dos sais não influenciam a cor da chama, sendo a cor dos sais as mesmas ou não, pois sendo elementos diferentes, a cor da chama nunca será igual. 
Sabendo que o fenômeno das auroras boreais se deve a violentas colisões entre as partículas do vento solar e as partículas da atmosfera terrestre, explique as diferentes colorações que as auroras boreais podem apresentar. 
R: As auroras boreais adquirem na sua constituição certos elementos químicos, pois resultam de violentas colisões entre partículas do vento solar e atmosfera.
Assim, as auroras boreais são constituídas por diferentes elementos e a cada elemento vai corresponder uma cor da chama. Como existem diferentes elementos na sua constituição, estas vão apresentar diferentes colorações.
Explique a coloração dos fogos de artifício. 
R: A luminescência é a luz produzida a partir de emissão de energia, na forma de luz, por um elétron excitado, que volta para o nível de energia menos energético de um átomo. Os fogos de artifício utilizam deste fenômeno e desta variedade, uma vez que há fogos das mais diversas cores. No entanto, nos fogos de artifício são utilizados sais destes elementos químicos, pois o elemento puro, é muitas vezes, reativo.
Quando explodem, eles emitem uma luz de coloração branca, mas ao se acrescentar diferentes sais na sua composição, são obtidas as diversas cores.
Laranja: os sais de cálcio são responsáveis por esta coloração em foguetes.
Vermelho: a cor rubra surge da queima de sais de Estrôncio ou carbonato de Lítio.
Amarelo: obtido pela queima de Sódio.
Prata: o espetáculo da “chuva de Prata” é produzido pela queima de pó de titânio, de alumínio ou magnésio.
Dourado: o metal ferro presente nos fogos de artifício confere o tom de Ouro.
Azul: o aquecimento do metal cobre nos faz visualizar a cor azul.
Roxo: a mistura de Estrôncio e Cobre dá origem a essa bela cor.
Verde: a queima de Bário faz surgir o verde incandescente.
Você já observou o uso de lâmpadas amarelas na iluminação pública? Com base nas observações deste experimento, qual pode ser o elemento químico presente no interior da lâmpada responsável por esta coloração? 
R: Algumas lâmpadas de iluminação pública utilizam-se lâmpadas incandescentes que este ocorre pelo aquecimento de substâncias. Quando se aquece um metal, por exemplo, ele passa a emitir radiação infravermelha, que vai se modificando até se tornar radiação visível na cor branca. Isso irá depender de qual temperatura é atingida. As lâmpadas incandescentes utilizam um filamento de tungstênio que é aquecido e passa a produzir luz, a partir da incandescência.