Prática 4 (Relatório)

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO CARLOS
CAMPUS SOROCABA
Prática 4 – Teste de Chama
Turma: Licenciatura em Física
Disciplina: Introdução as Práticas Laboratoriais
Professora: Drª Luciana Camargo de Oliveira
Data da Experiência: 10/04/2015. 		Data de Entrega: 17/04/2015.
	Nome dos Integrantes do Grupo
	RA dos Integrantes
	Ernani Gurgel Charantola
	633496
	Jean Vitor Leite Cardoso
	633380
	Júlio Cezar Teixeira de Santana
	633526
	Michael de Oliveira Stavel
	633593
Sorocaba/2015
2. Introdução Teórica
	Antes da invenção da lâmpada elétrica a chama, proveniente da queima de um combustível (gás, líquido ou sólido), era o principal método de obtenção de iluminação dos seres humanos. Mas esse tipo de chama, brilhante, de baixa temperatura de combustão e repleta de fuligem, não tinha as características ideais para ser utilizada em experimentos laboratoriais. Partindo dessa necessidade, Robert Bunsen (1811 – 1899) desenvolveu um aparato que realiza a mistura combustível/comburente (O2) numa câmara interna antes da combustão, isto resulta em uma chama muita mais quente, desprovida de fuligem e de leve coloração, que varia conforme a proporção gás/ar. Este aparato foi nomeado de bico de Bunsen. (Gracetto, Hioka e Santin, 2005).
	Desde muitos séculos atrás se sabia que materiais podem emitir luz quando excitados. Joseph von Fraunhofer (1787 – 1826) analisou a difração destas luzes através de prismas, e notou linhas luminosas ao invés de um espectro continuo. Robert Bunsen e Gustav Kirchhoff (1824 – 1887) em 1859 associaram-se para o desenvolvimento de um aparato capaz de oferecer uma análise profunda a respeito de uma fonte de luz por meio do espectro resultante, o espectroscópio. (Filgueiras, 1996).
3. Objetivos
	Apresentar a morfologia do bico de Bunsen e as funções de suas partes componentes; ensinar como manusear cada uma destas a fim de se obter a forma de chama desejada com segurança.
	Oferecer uma proposta de relação entre fatores estudados na teoria atômica, emissão de fótons causada pela excitação eletrônica, com os observados nesta prática laboratorial, luzes que podem ser observadas em decorrência da combustão de alguns sais.
	Introdução a uma técnica analítica qualitativa para determinação de alguns metais, através do conjunto observação/pesquisa.
4. Materiais e métodos
Materiais e equipamentos utilizados:
Bico de Bunsen.
Tubos de ensaio.
Haste de material inerte.
Solução de HCl concentrada.
Sais de vários elementos (NaCl, KCl, CaCl2, CuSO4, Pb(NO3)2, Sn(NO3)2, BaCl2).
Procedimento:
Cada grupo recebeu nove tubos de ensaio, onde sete deles continham sais diferentes não identificados, um não continha nenhuma substância e um ultimo continha um sal repetido, também não identificado. Após as primeiras instruções, foi coletada uma quantia de HCl no tubo de ensaio que estava vazio e a chama do bico de Bunsen foi acesa e ajustada para o teste de chama, que requer uma chama azulada e não tão alta. 
Uma haste de material inerte foi submersa no HCl e então colocada a meia altura da chama do bico de Bunsen, não foi observada mudança na coloração azulada da chama. Novamente a haste foi submersa em HCl e então colocada em contato com um sal, contido num tubo de ensaio, para posteriormente ser colocada a meia altura da chama. Quando realizado, houve uma reação e uma mudança da cor da chama. Estas observações foram anotadas. Este processo foi repetido mais duas vezes para verificar se realmente o observado era valido. A haste teve de ser totalmente limpa para só assim ser realizado a observação referente ao próximo sal, pois resíduos do sal anterior poderiam interferir na coloração resultante da queima do novo sal. A limpeza da haste consiste em mergulhos desta no HCl e queima da mesma até não haver mais alteração da coloração natural da chama quando na presença da haste.
Depois de realizadas três observação para cada um dos sete tipos de sais não identificados, houve a análise do sal do ultimo tubo de ensaio, que seria um dos sete já observados, porém era missão do grupo descobrir qual dos sete seria aquele. A queima do sal foi realizada e rapidamente houve um consenso entre os componentes do grupo de sal dos sete sais àquele oitavo seria. 
5. Resultados e discussão
	Substância queimada
	Cor da chama
	1º sal
	Avermelhado
	2º sal
	Alaranjado
	3º sal
	Verde amarelado
	4º sal
	Amarelo
	5º sal
	Violeta
	6º sal
	Verde
	7º sal
	Azul
	8º sal
	Alaranjado
(tabela 1.0)
	Sais
	NaCl
	KCl
	CaCl2
	CuSO4
	Pb(NO3)2
	Sn(NO3)2
	BaCl2
	Elemento a ser avaliado
	Sódio (Na)
	Potássio (K)
	Cálcio (Ca)
	Cobre
(Cu)
	Chumbo (Pb)
	Estanho (Sn)
	Bário (Ba)
(tabela 2.0)
	Através de uma pesquisa foi localizada uma tabela que nos dá a cor de chama consequente da queima de alguns elementos (Gracetto, Hioka e Santin, 2005).
	Elemento
	Cor da chama
	Antimônio
	Sb
	Azul esverdeada
	Arsênio
	As
	Azul
	Bário
	Ba
	Verde amarelada
	Cálcio
	Ca
	Alaranjada
	Chumbo
	Pb
	Azul
	Cobre
	Cu
	Verde
	Estrôncio
	Sr
	Vermelho-Tijolo
	Lítio
	Li
	Carmim
	Potássio
	K
	Violeta
	Sódio
	Na
	Amarela
(tabela 3.0)
Fazendo uma análise entre as primeiras tabelas (tabela 1.0 e tabela 2.0) com a tabela encontrada na literatura (tabela 3.0) já é possível dizer quais sais estavam presentes em quase todos os oito tubos de ensaios. A tabela abaixo mostra quais sais foi possível identificar somente com a consulta desta referência.
	Numero do tubo de ensaio
	Sal determinado
	1
	
	2
	CaCl2
	3
	BaCl2
	4
	NaCl
	5
	KCl
	6
	CuSO4
	7
	Pb(NO3)2
	8
	CaCl2
(tabela 4.0)
	A respeito do sal contido no primeiro tubo de ensaio, que durante a queima exibiu uma coloração avermelhada, só pode ser o Sn(NO3)2 (Nitrato de estanho), já que todos os outros foram identificados. Portanto completamos a tabela a partir de uma única referência, a tabela 3.0:
	Numero do tubo de ensaio
	Sal determinado
	1
	Sn(NO3)2
	2
	CaCl2
	3
	BaCl2
	4
	NaCl
	5
	KCl
	6
	CuSO4
	7
	Pb(NO3)2
	8
	CaCl2
(tabela 4.1)
Discussão:
6. Conclusão
Os espectros dos átomos observados remontam a teoria atômica de Rutherford-Bohr, cada cor emitida por um sal diferente pode ser explicada pela teoria de Bohr sobre os níveis de energia das camadas eletrônicas. Segundo essa teoria, os átomos possuem elétrons orbitando o núcleo atômico, porém isso fugia da mecânica clássica ao ver que os elétrons perderiam energia e colidiria com o núcleo. Para explicar isso Bohr postulou que os elétrons possuem quantidades especificas de energia, cada vez que um elétron ganha energia ele passa para uma camada mais externa, e quando perde energia ele libera radiação eletromagnética (John C. Kotz).
Os sais emitem as cores porque os elétrons excitados pelo aumento da temperatura ganham energia e “pulam” para uma camada mais externa, esses elétrons tendem a ficar com menor energia, pois o estado excitado é instável e para isso eles emitem radiação eletromagnética, e essa radiação pode ser visível.
As cores dos sais são diferentes por causa dos níveis de energia que cada um possui, sendo assim liberando um comprimento de onda diferente. Esses sais são muito utilizados para a confecção de fogos de artifícios coloridos.
7. Referências
1. FLEMING, Henrique. Max Planck e a ideia do quantum de energia. Instituto de Física. Universidade de São Paulo. 2000. Disponível em: <http://www.joinville.udesc.br/portal/professores/fragalli/materiais/Henrique_Fleming_Max_Planck_e_a_Ideia_do_Quantum_de_Energia_.pdf>
Acesso em: 14/04/2015
2. GRACETTO, Augusto César. HIOKA, Noboru. SANTIN, Ourides S. Filho. Combustão, Chamas e Testes de Chama para Cátions: Proposta de Experimento. Química Nova na Escola. 2005. Disponível em: <http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc23/a11.pdf>Acesso em: 16/04/2015
3. FILGUEIRAS, Carlos A.L. A Espectroscopia e a Química. A descoberta de novos elementos ao miliar da teoria quântica. Química Nova na Escola.1996. Disponível em: <http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc03/historia.pdf>
Acesso em: 16/04/2015
4. KOTZ, John C. TREICHEL, Paul M. WEAVER, Gabriela C. Química Geral e Reações Químicas volume 1. Parte 2, Capítulo 7 Estrutura Atômica, 7.3 Espectro de Linhas Atômicas e Niels Bohr, p. 265-272.