Relatório Aula 04 Teste de Chama

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Título: ENSAIO DE COLORAÇÃO DE CHAMA
Data: 07/12/2018
Alunos: Beatriz Sena Baptista 
José Pereira Batista Junior
Lucas De Oliveira Souza
Roníson Andrade
Turma: T24
INTRODUÇÃO
O teste de chama é um experimento que permite identificar íons cátion através do aquecimento de uma amostra. Esse processo baseia-se na propriedade de quantização de energia dos elétrons, que se dá quando um elétron é submetido a uma fonte de energia adequada, podendo sofrer mudança de um nível de energia baixo para outro mais externo, que é o seu estado excitado. Esse estado é de curta duração, portanto, o elétron retorna imediatamente ao seu estado fundamental, liberando a energia adquirida durante a excitação, na forma de radiação visível do espectro eletromagnético, em que o olho humano consegue detectar. 
A intensidade e a cor produzida pela liberação desta energia (Equação 1) podem ser visualizadas na cor da chama, pois cada elétron de um elemento químico tem energia única para ser excitado, o que possibilita a identificação dos elementos presentes na amostra através da coloração que a chama vai emitir.
A relação energia (E) e frequência (f), proposta por Einstein, é proporcional e está relacionada por uma constante, a constante de Planck (h), dada pela equação abaixo:
E = hf
Tabela 1: Coloração típica de chamas, devido à presença de alguns cátions em estado excitado (Vaitsman e Bittencourt, 1995) 
	ELEMENTO
	COR
	ELEMENTO
	COR
	Antimônio
	Azul-esverdeada
	Arsênio
	Azul
	Cobre
	Verde
	Estrôncio
	Vermelho-tijolo
	Bário
	Verde-amarelada
	Lítio
	Carmim
	Cálcio
	Alaranjada
	Chumbo
	Azul
	Potássio
	Violeta
	Sódio
	Amarela
O bico de Bunsen é a fonte de aquecimento utilizada neste ensaio, que também é usado para outros tipos de aquecimentos realizados em laboratório. As características das chamas são:
Zona interna da chama: região próxima da boca do tubo; nela não ocorre combustão do gás. É considerada fria (temperatura em torno de 300 °C) se comparada às outras regiões.
Zona redutora da chama: fica acima da zona neutra e forma um pequeno “cone”, nela se inicia a combustão do gás. A temperatura é bem inferior à da zona oxidante, abaixo de1540 °C .
Zona oxidante da chama: compreende toda a região acima e ao redor da zona redutora; nela a combustão do gás é completa. É muito quente: a sua temperatura pode variar entre 1560-1540 °C.
O objetivo do ensaio é verificar a presença de determinados elementos químicos nos sais utilizados, através do teste da chama, e comparar com o padrão de cores do espectro de emissões para conhecidos elementos. Além de aprender a manipular o bico de Bunsen.
PARTE EXPERIMENTAL
Materiais e Reagentes
Bico de Bunsen
Haste com alça de platina
Béquer 
Capela exaustora de gases
Ácido clorídrico - HCl
Cloreto de Sódio – NaCl 2 mol.L-1
Cloreto de Potássio – KCl 2 mol.L-1
Cloreto de Bário - BaCl2 1,5 mol.L-1
Cloreto de Estrôncio - SrCl2 1,0 mol.L-1
Carbonato de Lítio - Li2CO3 0,1 mol.L-1
Cloreto de Cálcio – CaCl2 1,0 mol.L-1
Procedimento
Acendeu-se o bico de Bunsen adequadamente na capela, obtendo-se uma chama predominantemente azul. Em seguida, tomaram-se 6 béqueres, nos quais foram colocados 2mL, aproximadamente, em cada um deles, separadamente, as seguintes soluções salinas de cátions de metais alcalinos e alcalinos terrosos:
Tabela 2: Dados das amostras usadas no ensaio 
	Reagente
	Concentração em solução aquosa
	Cloreto de Sódio - NaCl
	2 mol.L-1
	Cloreto de Potássio - KCl
	2 mol.L-1
	Cloreto de Bário - BaCl2
	1,5 mol.L-1
	Cloreto de Estrôncio - SrCl2
	1,0 mol.L-1
	Carbonato de Lítio - Li2CO3
	0,1 mol.L-1
	Cloreto de Cálcio - CaCl2
	1,0 mol.L-1
Umedeceu-se a alça de platina no ácido clorídrico 50%, levando-a à parte mais quente da chama até evaporar, para eliminação e eventual impureza. A partir disso, procedeu-se o teste com as soluções apresentadas na Tabela 2. Em que, inicialmente, Introduziu-se a haste de metal, à qual foi acoplado um fio de platina, em uma das soluções e, em seguida, levando-a à zona oxidante da chama. Observou-se e foi anotada a coloração da chama, relacionando-a com o metal analisado.
Lavou-se o fio de platina mergulhando-o em uma solução concentrada de HCl e levou-o à chama para eliminação de quaisquer impurezas. 
Limpando-se o fio a cada teste, repetiu-se o procedimento para as demais soluções. 
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Com a aproximação das amostras contendo cátions metálicos à chama do bico de Bunsen, e analisando-as quanto a radiação emitida pelas espécies iônicas excitadas, foram-se observadas e registradas as colorações das chamas (Tabela 3), permitindo confirmar a identificação de amostras de sais por meio do padrão já conhecido na literatura. Note que as observações dos níveis de radiação emitidos nessa etapa foram realizadas a olho nu.
Tabela 3: Relação sal e coloração das chamas observadas
	Reagente
	Coloração da chama
	Cloreto de Sódio - NaCl
	Amarela
	Cloreto de Potássio - KCl
	Violeta Clara
	Cloreto de Bário - BaCl2
	Verde Clara
	Cloreto de Estrôncio - SrCl2
	Vermelho Intenso
	Carbonato de Lítio - Li2CO3
	Vermelha
	Cloreto de Cálcio - CaCl2
	Vermelho-Alaranjada
Diante dos dados obtidos e tomando como referencial a Tabela 1. Coloração típica de chamas, devido à presença de alguns cátions em estado excitado (Vaitsman e Bittencourt, 1995), foi montada a Tabela 4, com o comparativo entre o resultado dos experimentos realizados e o resultado esperado.
Tabela 4: Comparativo de coloração esperada e coloração obtida
	Substância
	Coloração Esperada
	Coloração obtida
	Cloreto de Sódio
	Amarela
	Amarela
	Cloreto de Potássio
	Violeta
	Violeta clara
	Cloreto de Bário
	Verde amarelada
	Verde clara
	Cloreto de Estrôncio
	Vermelho-tijolo
	Vermelho intenso
	Carbonato de Lítio
	Carmim
	Vermelha
	Cloreto de Cálcio
	Alaranjada
	Vermelho Alaranjada
Em uma analise visual do resultado obtido, observa-se que o mesmo foi aproximado do esperado, já conhecido na literatura.
A partir dessas observações, pode-se correlacionar o comprimento de onda (nm) e frequência (Hz) à faixa visível do espectro eletromagnético dos elementos referentes ao experimento (Tabela 5).
Tabela 5. Relação espectro visível, comprimento de onda e frequência
	Elemento
	Espectro Visível
	Comprimento de Onda (nm)
	Frequência (THz)
	NaCl
	Amarela
	~ 565-590
	~ 530-510
	KCl
	Violeta 
	~ 380-440
	~ 790-680
	BaCl2
	Verde 
	~ 500-565
	~ 600-530
	SrCl2 e Li2CO3 
	Vermelho
	~ 625-740
	~ 480-405
	CaCl2
	Alaranjada
	~ 590-625
	~ 510-480
CONCLUSÃO
Obteve-se resultados satisfatórios com o experimento. Uma vez que 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, 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.
REFERÊNCIAS
Roteiros de Aulas Práticas, Química experimental I. Departamento de Química-UFS. São Crisóvão, 2017.
VAITSMAN, D.S.; BITTENCOURT, O.A. Ensaios químicos qualitativos. Rio de Janeiro: Interciência, 1995.
VOGEL. A.I. Química Analítica Qualitativa, 5.ed.,São Paulo:Editora Mestre
Jou,1985.
Espectro Visível. Disponível em: https://www.infoescola.com/fisica/espectro-visivel/ Acesso em 03/12/2018
"Cor e frequência" em Só Física. Virtuous Tecnologia da Informação, 2008-2018. Consultado em 05/12/2018. Disponível na Internet em http://www.sofisica.com.br/conteudos/Otica/Refracaodaluz/cor_e_frequencia.php
PÓS-LABORATÓRIO
Por que os átomos emitem luz quando submetidos à chama?
A chama é uma fonte de energia. Assim, com relação aos postulados de Bohr, explica-se pelas transições eletrônicas no átomo, em que a absorção de energia promove os elétrons periféricos para um estado de mais alta energia (estado excitado), no momento em que cessa essa adição deenergia, esses elétrons retornam à sua posição de origem (estado fundamental), devolvendo a energia recebida sob a forma de luz (radiação eletromagnética), que é percebido como cor.
Por que cada amostra emite uma cor diferente na chama?
Como cada amostra apresenta elementos diferentes, com átomos que têm níveis de energia também de valores diferentes, a luz (radiação eletromagnética) emitida por cada um dos sais presentes será em um comprimento de onda bem característico de cada um.
Qual a relação entre essa aula e o espectro eletromagnético?
O teste de chama envolve a introdução da amostra em uma chama e a observação da cor resultante, em virtude da radiação liberada por alguns elementos que possuem comprimento de onda na faixa do espectro visível. Assim, é possível identificar a presença de certos elementos devido à cor característica (radiação eletromagnética) que eles emitem quando aquecidos numa chama.
Qual região do espectro foi utilizada nessa aula?
Na região de radiação visível, compreendida aproximadamente num comprimento de onda entre 400nm a 700nm.