Teste de chama

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Teste de chama
Introdução
A Química Analítica é uma ciência que consiste em um conjunto de ideias e métodos poderosos úteis em todos os campos da ciência, sendo observadas muitas vezes informações quantitativas e qualitativas durante uma análise. A análise qualitativa é à parte da química analítica que se preocupa com a identificação dos constituintes de uma amostra, através de procedimentos, como a análise por via seca, que permitem identificar a constituição de uma substância.
Na análise por via seca, a amostra a analisar está no estado sólido, procedendo-se ao teste da chama. Este teste consiste na combustão de determinadas substâncias, que vão dar uma dada coloração á chama. Esta coloração deve-se a volatilização e correspondentes transições eletrônicas de determinado elemento químico presente na amostra sendo essa cor característica de cada elemento.
A cor presente na chama correspondente ainda á risca mais brilhante do espectro desse elemento. O espectro é um conjunto de radiações emitidas por uma fonte de luz, sendo o espectro eletromagnético o conjunto de todas as radiações, como as ondas de rádio ou ondas hertzianas, microondas, radiação infravermelha, radiação visível, radiação ultravioleta, raios x, raios e radiações cósmicas. Os espectros podem ser de emissão e absorção, contínuos ou descontínuos, sendo os espectros de emissão aqueles emitidos pelas substâncias após absorver determinada radiação. Aqueles que apresentam riscas coloridas num fundo preto denominam-se espectros de emissão descontínuos e caso não apresentem qualquer risca chamam-se espectros de emissão contínuos. Quanto aos espectros de absorção de substâncias, estes resultam da absorção de parte da radiação emitida por uma fonte luminosa sendo espectros com fundo colorido e riscas pretas.
 Química Analítica
A Química Analítica é a ciência que estuda os princípios e a teoria dos métodos de análise química que nos permitem determinar a composição química das substâncias ou de misturas das mesmas.A análise permite-nos determinar a composição qualitativa da substância em estudo, ou seja, identificar os elementos ou íons que a constituem e também a composição quantitativa, ou seja, estabelecer as proporções entre os elementos ou íons que tinham já sido identificados.
A finalidade da Análise Qualitativa é a identificação ou pesquisa dos elementos ou íons que constituem a substância em estudo. A Análise Quantitativa permite determinar a composição quantitativa dos elementos que entram na constituição da substância em estudo. Normalmente, a Análise Qualitativa deve preceder a Análise Quantitativa. Deve-se recorrer a Análise Qualitativa mesmo quando se trate de determinar a percentagem de um constituinte cuja presença na substância em estudo é conhecida antecipadamente. De fato, só se pode escolher o método mais adequado para determinação quantitativa de um componente depois de saber quais os outros elementos ou íons presentes na substância em estudo.
A Química Analítica e, em particular a Análise Qualitativa, tem uma importância cientifica e prática enorme, porque apresenta um conjunto de métodos de investigação das substâncias e das suas transformações. São também de grande valor nas disciplinas científicas da Química: Mineralogia, Geologia, Fisiologia, Microbiologia e também em Medicina e Agronomia.
O trabalho experimental da Análise Qualitativa consiste, na identificação e/ou separação de cátions e ânions. Quanto a Análise Quantitativa consiste no estudo de técnicas relacionadas a gravimetria e a volumetria.
Nos métodos químicos de Análise Qualitativa, o elemento ou íon pesquisado é transformado num composto que possua determinadas propriedades características que nos permitam ter a certeza de que foi esse o composto obtido. A transformação química chama-se reação analítica e a substância que a provoca chama-se reagente. Conforme a quantidade de substância com a qual se opera para realizar as reações analíticas, distinguem-se os seguintes métodos de Análise Qualitativa: macroanálise, semimicroanálise e ultramicroanálise. 
Espectro Eletromagnético
O espectro eletromagnético é definido como sendo o intervalo que contém todas as radiações eletromagnéticas que vai desde as ondas de rádio até os raios gama. O conhecimento sobre as ondas eletromagnéticas tem evoluído desde a época de Maxwell. Atualmente, sabemos que as mesmas são formadas pela combinação dos campos elétricos e magnéticos, os quais se propaga perpendicularmente um em relação ao outro.
As ondas eletromagnéticas, geralmente, se diferem uma das outras quanto ao valor da frequência de propagação e quanto à forma que são produzidas. Essas ondas são classificadas de acordo com o valor da sua frequência, como por exemplo: os raios ultravioleta, emitidos por átomos excitados, possuem frequências superiores as da região visível do ser humano. Esses raios são denominados radiação ultravioleta.
Espectro da Luz Visível
Espectro visível é a porção do espectro eletromagnético cuja radiação pode ser captada pela vista humana. Identifica-se esta radiação como sendo a luz visível, ou simplesmente luz. Esta faixa do espectro situa-se entre a radiação infravermelha e a ultravioleta. Para cada freqüência da luz visível é associada uma cor.
Análise por Via Seca
As reações químicas ocorrem sem dissolver a amostra e com a participação do calor. A análise por via seca compreende os seguintes ensaios:
• Ensaios em tubos
• Ensaios na chama
• Ensaios na pérola
• Ensaios sobre carvão
• Ensaios sobre gesso
Os ensaios por via seca devem ser efetuados antes da análise por via úmida (pesquisa de cátions e ânions), porque dá uma orientação bastante segura à natureza da mostra e o caminho a seguir na referida pesquisa, já que nem sempre são suficientes para uma identificação completa da amostra.
Para realizar esses ensaios é necessária a chama de um bico de gás e por isso é importante conhecê-la com maiores detalhes.
Já a análise por via úmida, as reações químicas ocorrem entre íons em solução, isto é, em solução aquosa (pesquisa de cátions e ânions). Na análise por via úmida, a amostra a ser analisada é inicialmente dissolvida. A seguir, a solução da amostra é submetida a ações reagentes específicos, também em solução, para que ocorram reações que permitam a identificação de um íon ou grupo de íons presente na amostra.
A análise por via úmida é de extrema importância no contexto da análise qualitativa e é geralmente precedida pela análise por via seca. A identificação dos componentes da amostra por via úmida é feita de acordo com a Marcha Analítica Sistemática, que consiste na separação de grupos de cátions ou ânions seguidos de isolamento de cada íon para que seja identificado.
Esses métodos foram introduzidos em 1840 por Frezenius que lançou um livro com um esquema de separação sistemática que se tornou à base dos esquemas atuais de separação utilizados nos cursos de Química Analítica. Em 1878, Bunsen publicou um trabalho sobre a análise qualitativa de ânions. Entre 1910 e 1920, Benedetti Pichler e Feigl pesquisaram reações mais sensíveis e mais específicas.
Teste de Chama
O teste de chama ou prova da chama é um procedimento utilizado em Química para detectar a presença de alguns íons metálicos, baseado no espectro de emissão característico para cada elemento.
O teste de chama é baseado no fato de que quando certa quantidade de energia é fornecida um determinado elemento químico (no caso da chama, energia em forma de calor), alguns elétrons da última camada de valência absorvem esta energia passando para um nível de energia mais elevado, produzindo o que chamamos de estado excitado. Quando um desses elétrons excitadores retorna ao estado fundamental, ele libera a energia recebida anteriormente 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 a única para cada elemento.A radiação liberada por alguns elementos possui comprimento de onda na faixa do espectro visível, ou seja, o olho humano é capaz de enxergá-las através de cores. Assim, é possível identificar a presença de certos elementos devido à cor característica que eles emitem quando aquecidos numa chama.
A temperatura da chama do bico de Bunsen é suficiente para excitar uma quantidade de elétrons de certos elementos que emitem luz ao retornarem ao estado fundamental e cor e intensidade, que podem ser detectados com considerável certeza e sensibilidade através da observação visual da chama. 
O teste de chama é rápido e fácil de ser feito, e não requer nenhum equipamento que não seja encontrado normalmente num laboratório de química. Porém, a quantidade de elementos detectáveis é pequena e existe uma dificuldade em detectar concentrações baixas de alguns elementos, enquanto que outros elementos produzem cores muito fortes que tendem a mascarar sinais mais fracos.
Tabela: Cor de referência para alguns elementos químicos metálicos (região do visível do espectro eletromagnético).
	Símbolo
	Cor
	Cu
	Verde
	Sr
	Vermelho carmesim
	K
	Lilás
	Li
	Vermelho
	Ba
	Verde
	Na
	Amarelo
	Mg
	Branco
Objetivo
Identificar alguns metais alcalinos e alcalinos terrosos pela cor (radiação visível) emitida na chama de um bico de gás.
Material e Método
Material
Bico de Bunsen, fósforo, algodão e bastão de vidro
Soluções aquosas saturadas de: Cloreto de lítio (LiCl), cloreto de cálcio (CaCl2), cloreto de bário (BaCl2), cloreto de sódio(NaCl), cloreto de potássio ( KCl), cloreto de estrôncio. (SrCl2)
Solução de ácido clorídrico (HCl) concentrado.
Método
Mergulhou-se o bastão de vidro com o algodão na ponta em uma das soluções saturadas dos sais e levou-o a zona oxidante da chama.
Observou-se a cor da chama e anotou-se o quadro de resultados.
Foram repetidas as etapas anteriores para as outras soluções.
Resultados e Discussão
	Soluções
	Átomo excitado
	Cor observada
	Lif
	Li
	Vermelho
	Nacl
	Na
	Amarelo
	KCl
	K
	Lilás
	CaCl2
	Ca
	Vermelho
	SrCl2
	Sr
	Vermelho
	BaCl2
	Ba
	Verde
O Fluoreto de Lítio ao ser aquecido apresentou coloração avermelhada, pois essa coloração é característica do lítio.
 O cloreto de sódio emitiu uma coloração amarelada, essa coloração é característica do elemento sódio.
O cloreto de potássio ao ser aquecido apresentou coloração lilás, logo essa coloração é característica do potássio.
O cloreto de cálcio durante o aquecimento apresentou a cor vermelha, pois essa cor é característica do cálcio.
O cloreto de estrôncio apresentou uma coloração vermelha proveniente dos íons de estrôncio. 
Ao ser aquecido, o cloreto de bário emitiu uma cor verde, sendo essa a cor própria do bário.
Uma das mais importantes propriedades dos elétrons é que suas energias são quantizadas, 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 da tabela acima 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 finais
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 Bibliográficas
http://pt.wikipedia.org/wiki/Teste_da_chama
http://amigonerd.net/biologicas/farmacia/relatorio-de-aula-pratica-de-teste-de-chama-por-via-seca
http://conhecendomundoquimico.blogspot.com.br/2012/07/relatorio-teste-da-chama.html
Questionário
1. Em que se fundamenta o teste da Chama?
O teste em chama fundamenta-se na ideia de que os sais, quando sujeitos a elevadas temperaturas, veem os seus íons metálicos (os 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 cor da chama é característica de cada elemento e permite uma primeira identificação. No entanto, essa identificação só fica completa com a análise do espectro dessa chama, com um espectroscópio, comparando o espectro obtido com os espectros de referência.
2. O teste da chama pode ser aplicado a todos os metais?
Sim, porém a identificação dos metais é limitada, devido suas características diferenciadas. Existem metais, cuja identificação é facilmente visível como, por exemplo, aqueles necessitam de menos energia calorífica para mudarem de nível,o caso dos metais alcalinos que possuem um elétron livre. Mas o mesmo nãoocorre com os íons metálicos que não podem ser vistos a olho nu.
3. Grande parte da iluminação de Teresina é feita com lâmpadas a vapor de sódio. Por que elas apresentam coloração amarela?
Elas apresentam coloração amarela, pois é a cor característica do sódio, quando excitado.
Porque o elemento excitado é o sódio, e quando excitado a cor obtida é a amarela.
4. Qual a diferença entre "espectro eletromagnético" e "espectro atômico"?
Espectro eletromagnético são os comprimentos de onda da região do visível. Espectro atômico são todos os comprimentos de onda.