Teste de Chama versão final

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Centro Universitário de Belo Horizonte
Prática Experimental de Química Inorgânica
Teste de Chama e Ponto de Fusão
Geisiele Santos da Silva RA: 117113371 
Giovana Gomes da Silva Beliene Vila RA: 118115475
Julia Miranda Maffra Nepomuceno RA: 11724639
Larissa Oliveira Siqueira RA: 11421737
Leia de Almeida Lopes RA: 118118391
Belo Horizonte, 5 de Setembro de 2018.
1 INTRODUÇÃO 
 	O teste de chama é baseado no fato de que quando certa quantidade de energia é fornecida a 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 excitados retorna ao estado fundamental, ele libera a energia recebida anteriormente em forma de radiação (Luz). 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. 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 em uma 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 de cor e intensidade, que podem ser detectados com considerável certeza e sensibilidade através da observação visual da chama. 
Quanto à determinação do ponto de fusão de uma substância, para sua determinação, o método mais simples e mais comum, porém não menos eficiente, é o método do tubo capilar. Este método consiste em colocar uma pequena quantidade de substância em um tubo capilar que se prende a um termômetro, imergindo-se o sistema em um banho líquido e aquecendo-se, observando-se a temperatura em que a fusão ocorre. Os líquidos mais empregados para o banho líquido são os óleos de silicone, devido à sua estabilidade, resistência ao calor e por não serem inflamáveis nem corrosivos. Porém, como têm custo elevado, ainda são utilizados outros líquidos, como a glicerina (que foi a substância utilizada no experimento) e a parafina líquida. (CONSTANTINO et al. 2004)
 2 - OBJETIVOS 
Verificar a coloração da chama provocada pela presença de alguns íons metálicos. 
Determinar o ponto de fusão do ácido benzoico.
3 - PARTE EXPERIMENTAL 
3.1 - Materiais e Reagentes
3.1.1 - Materiais: 
Anel de borracha;
Alça de platina;
Balança analítica; 
Béquer; 
Bico de Bunsen; 
Caixa de fósforos; 
Espátula;
Garra metálica;
Suporte metálico; 
Tela de amianto; 
Termômetro;
Tripé;
Tubo capilar;
Tubo de ensaio;
Vidro de relógio pequeno. 
 3.1.2 - Reagentes: 
Ácido Benzóico;
Água destilada;
Cloreto de Estrôncio (SrCl2);
Cloreto de Lítio (LiCl);
Cloreto de Potássio (KCl);
Cloreto de Sódio (NaCl); 
Glicerina;
Solução concentrada de HCL (ácido clorídrico).
4 - PROCEDIMENTOS E RESULTADOS 
4.1 - Teste de chama 
4.1.1 - Limpeza da alça
Colocamos em um tubo de ensaio um pequeno volume de HCl(aq) e no outro, água destilada. Mergulhamos a alça metálica no ácido e levamos à chama aquecendo até o rubro. Repetimos a operação usando água destilada e em seguida, ácido, água, etc. até que não fosse observada nenhuma coloração diferente do original da chama, indicando, que a alça estava completamente limpa de íons interferentes. 
4.1.2 - Teste com as soluções escolhidas 
Utilizamos para o teste soluções contendo Potássio, Sódio, Lítio, e Estrôncio, que foram distribuídas em pequenas quantidades (aproximadamente 2cm) em diferentes tubos de ensaio.
Mergulhamos a alça metálica, completamente limpa, na solução a ser testada e a levamos posteriormente à chama do bico de gás. Observamos e anotamos a cor (conforme a tabela 1), observada para um posterior comparativo com a cor esperada. Repetimos esse procedimento para todas as soluções, sempre efetuando o procedimento de limpeza da alça entre uma solução e outra.
As cores observadas no teste de chama para os respectivos íons e a cor esperada na literatura estão descritos a seguir:
Tabela 1 – Resultados do teste de chama com as soluções escolhidas 
	íon
	Cor Observada 
	Cor esperada
	Cloreto de Lítio
	Rosa
	Rosa
	Cloreto de Sódio
	Amarelo
	Amarelo
	Cloreto de Potássio
	Roxo / lilás
	Lilás
	Cloreto de Estrôncio
	Vermelho 
	Vermelho forte
Podemos constatar que a cor observada foi condizente com a esperada pela literatura, o que significa que a alça estava limpa de impurezas evitando a contaminação da amostra permitindo que o íon fosse identificado corretamente.
4.2 - Ponto de Fusão 
4.2.1 - Determinação do ponto de fusão do ácido benzoico:
Soldamos em chama uma das extremidades do tubo capilar. Em seguida colocamos a amostra de ácido benzoico em um tubo capilar e batemos delicadamente sobre uma superfície, para que o sólido se acumulasse no fundo. A operação foi repetida até que a substância ocupasse aproximadamente 2 cm do capilar. 
Prendemos o capilar ao termômetro, utilizando um anel de borracha. Fixamos este conjunto ao suporte metálico deixando-o mergulhado em glicerina, sem que o bulbo do termômetro encostasse no fundo do béquer. 
Iniciamos o aquecimento de forma lenta e observamos e anotamos a temperatura inicial e final e a mudança de estado físico da amostra diretamente proporcional ao aumento da temperatura.
No teste do ponto de fusão, registramos a temperatura na qual apareceu a primeira gota de líquido que foi de 80°C e a temperatura na qual desapareceu o restante da porção sólida que foi de 105°C. Utilizamos estes valores experimentais e os valores teóricos representados na Tabela 2 para fazer um a comparação e calcular o erro percentual que é dado por: 
 = 
Tabela 2 – Comparativo do ponto de fusão do ácido benzoico
	Temperatura inicial
	80°
	Temperatura final
	105°
	Valor Experimental 
	92,5°
	Valor Teórico
	122°
	Erro percentual
	24,18%
Tabela 3 – Características do Ácido Benzóico
	Nome
	Fórmula
	Ponto de Fusão
	Grupo Funcional
	Função orgânica
	Formula estrutural
	Ácido Benzóico
	C6H5COOH
	122°/123°
	-COOH
	Ácidos Carboxílicos
	
Ao comparar o valor teórico com o experimental, podemos perceber que a temperatura foi abaixo da descrita na literatura, que resultou em um percentual de erro de 24,18%, e também apresentou uma faixa de variação maior. Isso pode ter acontecido devido a impureza do material, pois uma substância pura funde a uma temperatura bem definida. A presença de impurezas pode tornar mais fácil a quebra das forças de interação entre moléculas, já que é necessário menos calor para quebrar essas interações intermoleculares, o ponto de fusão da mistura é inferior ao da substância quando pura. Outra possível causa para a diferença pode ser que o termômetro utilizado para determinação tenha um erro de calibração ou até mesmo um possível erro do observador na hora de fazer as anotações das devidas temperaturas. 
 
5- CONCLUSÃO 
 	No teste de chama foi possível identificar os íons experimentalmente e compará-los com o teórico o que apresentou um resultado satisfatório, pois foi igual ao esperado pela literatura. 
Já no teste para determinação do ponto de fusão do ácido benzoico, mesmo não apresentando o valor esperado foi possível identificar as possíveis causas dos erros.
Os experimentos realizados e descritos neste relatório foram muito interessantes e produtivos, pois além de absorvermos novos conhecimentos acerca do assunto, foi possível a aplicação prática da teoria. 
6 – QUESTÕES COMPLEMENTARES
1- Por que não foi usado água para fazer o aquecimento? 
O óleo obtém maior variação de temperatura em relação a água. Essa diferença está relacionada a uma grandeza chamada de calor específico,que varia de material para material. Medir o calor específico de um material ou substância equivale a comparar seu processo de aquecimento ou esfriamento com o comportamento da água.
2 - Explique porque as cores observadas nos testes de chama são características para cada um dos elementos. 
Segundo Böhr, o átomo teria uma eletrosfera composta de camadas energéticas (ou níveis de energia), que conteriam apenas os elétrons que tivessem a energia respectiva de cada nível. Isso significa que só seriam permitidas algumas órbitas circulares ao elétron, sendo que em cada uma dessas órbitas o elétron apresenta energia constante. Para passar para um estado de maior energia, o elétron precisa receber energia de alguma fonte externa; assim, quando isso ocorre, o elétron salta para uma órbita ligeiramente mais afastada do núcleo, ficando em seu estado excitado. Como cada sal apresenta elementos diferentes, com átomos que têm níveis de energia também de valores diferentes, a luz emitida por cada um dos sais será em um comprimento de onda bem característico de cada um.
3 - Pode-se saber se uma substância está pura por determinação de seu ponto de fusão? Por que? 
Sim, pois o ponto de fusão definido é uma característica de substância pura. Dessa forma, é utilizado como um valioso critério de pureza. A presença de impureza, mesmo em pequenas quantidades na amostra, produz um considerável aumento no intervalo de fusão (diferença entre a temperatura de início da fusão até que a substância se torne completamente líquida). Ou seja, em substâncias puras, a temperatura permanece praticamente constante desde o primeiro momento em que se observa a desagregação dos cristais até o momento em que a amostra se torna completamente líquida. 
4 - Com que finalidade deve-se triturar uma substância no laboratório? 
A finalidade é aumentar a superfície de contato entre os reagentes de modo a tornar a reação mais rápida e mais eficiente. 
5 - Por que se usa HCl para lavar a alça de platina? 
Usa- se o ácido clorídrico, pois é a substância que mais facilmente dissolve os nitratos dos sais analisados no Teste de Chama, pois o que dá cor no teste de chama são os cátions, então preparam-se soluções de nitratos, por serem solúveis e portanto, facilmente dissolvidos por ácidos fortes, como o HCl.
6 - Por que uma impureza sempre abaixa o ponto de fusão de uma substância? 
Isso ocorre porque as interações intermoleculares entre o composto e as impurezas são mais fracas que as interações entre as moléculas do composto entre si. 
7 - Qual é o mecanismo de emissão das linhas espectrais?
Baseando-se nas teorias em Planck e Niels Bohr sabemos que os elétrons ao serem excitados mudam de camadas ou níveis de energia e ao retornarem emitem fótons (luz). O registro desses fótons cria o que chamamos de "linhas espectrais", que é específica para cada átomo.