Relatório Teste de Chama - Química

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE PONTA GROSSA 
Setor De Ciências Exatas e Naturais 
Departamento de Química 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
BICO DE GÁS E TESTE DE CHAMA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Ponta Grossa 
15/04/2016 
FLAVIA FASOLO 
BARBARA A. BATISTA DOS SANTOS 
JONATHAN BAPTISTA GOMES 
TAMIRIS CABALLERO 
MAYARA EVANOSKI 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
BICO DE GÁS E TESTE DE CHAMA 
 
 
 
Relatório apresentado como 
requisito parcial de avaliação da 
disciplina Química, ministrada pela 
Prof.ª Cibeli May Arévalos Villalba, 
no curso de Engenharia Civil. 
 
 
 
 
 
 
Ponta Grossa 
15/04/2016 
1. INTRODUÇÃO 
 
O teste da chama é um procedimento corriqueiro em laboratório de química, 
tanto em níveis básicos como avançados. Pode ser utilizado para uma simples 
observação colorimétrica como para buscar-se a identificação de um cátion metálico. 
Consiste em se inserir uma amostra de determinado cátion metálico, geralmente em 
estado sólido, à base da chama, com auxílio de um fio (denominado alça de platina), 
observando-se assim a mudança de coloração apresentada pela chama, que será 
devido à influência da temperatura na estrutura atômica da amostra catiônica. ¹ 
A identificação de cátions e ânions através de análise qualitativa envolve 
geralmente uma reação com formação de um produto facilmente perceptível aos 
nossos sentidos (formação de precipitado, liberação de gases, etc.) Entretanto, os 
cátions dos metais alcalinos mais comuns (sódio e potássio) formam compostos 
geralmente muito solúveis, o que dificulta a detecção desses íons em solução por 
meio de reações de precipitação.² 
Esse problema é contornado através dos testes de chama. Nesses testes, 
um fio de níquel-cromo é imerso numa solução contendo íons sódio ou potássio e 
levado a chama de um bico de gás. A água contida na solução evapora se na 
chama, devido às altas temperaturas. Nessa evaporação, elétrons dos íons são 
promovidos de níveis energéticos mais baixos para níveis energéticos mais altos 
(níveis excitados). A posterior transição desses elétrons dos estados excitados para 
níveis de menor energia é acompanhada de emissão de luz características de cada 
íon.² 
O bico de Bunsen é utilizado no laboratório como fonte de calor para 
diversas finalidades, como: aquecimento de soluções, estiramento e preparo de 
peças de vidro, entre outros. Possui como combustível normalmente GLP (Gás 
Liquefeito de Petróleo) – que é uma mistura de butano e propano – e como 
comburente o oxigênio do ar atmosférico, que em proporção adequada permite obter 
uma chama de alto poder energético.³ 
No bico de Bunsen a quantidade de gás que nele é queimada é regulada 
pelo registro de gás da mesa do laboratório ao passo que, no Tirril e no Meker, a 
regulagem é feita por um registro de agulha localizada na base do bico. Nos bicos 
de Bunsen e Tirril o tubo é cilíndrico enquanto que no de Meker ele apresenta um 
estrangulamento que provoca uma mistura mais intima do gás e do ar, que propicia 
uma combustão mais rápida e uniforme; além disso, na boca do Meker há uma 
grade metálica que melhora as condições de combustão. 6 
O modelo atômico de Rutherford é um modelo atômico ou teoria sobre a 
estrutura interna do átomo proposto por o químico e físico britânico-neozelandês 
Ernest Rutherford para explicar os resultados de seu "experimento da lâmina de 
oro", realizado em 1911. O modelo de Rutherford foi o primeiro modelo atômico que 
considerou o átomo formado por duas partes: a "eletrosfera", constituída por todos 
os seus elétrons, girando em grande velocidade ao redor de um "núcleo", muito 
pequeno, que concentra toda a carga elétrica positiva e quase toda a massa do 
átomo. 5 
Antes da proposta de Rutherford, os físicos aceitavam que as cargas 
elétricas no átomo tinham uma distribuição mais ou menos uniforme. Rutherford 
tratou de ver como era a dispersão das partículas alfa por parte dos átomos de uma 
lâmina de ouro muito fina. Os ângulos resultantes do desvio das partículas 
supostamente apontariam informação sobre como era à distribuição de carga dos 
átomos. Era de se esperar que, se as cargas estavam distribuídas uniformemente 
segundo o modelo atômico de Thompson, as maiorias das partículas atravessariam 
a fina lâmina sofrendo só alguns desvios, seguindo uma trajetória aproximadamente 
reta. Embora isto fosse certo para a maioria das partículas alfa, um número 
importante destas sofreram desvios de cerca de 180º, isto é, praticamente saiam 
refletidas em direção oposta ao incidente. Rutherford pensou que esta fração de 
partículas refletidas em direção oposta poderia ser explicada supondo existência de 
fortes concentrações de carga positiva no átomo. A mecânica newtoniana em 
conjunção com a lei de Coulomb prediz que o ângulo de desvio de uma partícula alfa 
relativamente leve por parte de um átomo de ouro mais pesado, depende do 
"parâmetro de impacto" ou distancia entre a trajetória da partícula e o núcleo. 5 
 
2. OBJETIVOS 
- Compreender o funcionamento e manuseio do bico de Bunsen; 
 
- Identificar as diferentes regiões da chama e a diferença entre a combustão 
completa e incompleta; 
 
- Visualizar a coloração emitida por diferentes compostos através do teste de chama, 
além de correlacionar a cor da chama com seu comprimento de onda dominante. 
 
 
3. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 
3.1 Materiais e Reagentes 
• Bico de Bunsen 
• Pinça metálica 
• Haste metálica 
• Fio de Cobre 
• Cadinho de porcelana 
• Água destilada 
• Copo de Becker 
• Ácido Clorídrico 
• Cloreto de Lítio (LiCl) 
• Cloreto de Potássio (KCl) 
• Cloreto de Bário (BaCl2) 
• Cloreto de Cálcio (CaCl2) 
• Cloreto de Sódio (NaCl) 
• Cloreto de Cobre (CuCl2) 
 
3.2 Procedimentos 
Passo 1 : Fechou-se a entrada de ar e posicionou-se o queimador longe de 
objetos ou frascos com substâncias inflamáveis. 
Passo 2: O fósforo foi riscado e abriu-se o gás e o queimador foi acendido. 
Assim, iniciou-se a queima gás propano. Em seguida, foi regulada a entrada de ar 
por um dispositivo na base do equipamento. 
Passo 3: Fizeram-se observações de como ficava a chama com a entrada de 
ar aberta e com a entrada de ar fechada. 
Passo 4: Foram colocados fios de cobre na chama em diferentes posições, 
com intuito de observar os diferentes tempos para atingir sua incandescência. Logo 
após, introduziu-se uma haste metálica nas mesmas colocações anteriores. 
Passo 5: Posteriormente, o cadinho de porcelana contendo água destilada foi 
exposto sobre a chama em sua parte intermediária. 
Passo 4: Logo depois, a haste metálica foi introduzida em uma solução 
concentrada de ácido clorídrico, e então disposto sobre a chama. 
Passo 5: Finalmente, os sais: Cloreto de Lítio, Cloreto de Potássio, Cloreto de 
Bário, Cloreto de Cálcio, Cloreto de Sódio e Cloreto de Cobre foram pegos com a 
haste embebida em ácido clorídrico e colocados diante da chama, um a um. 
 
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO 
 
Torna-se possível, a partir da realização do teste de chama, a identificação de 
cátions e ânions por meio da análise quantitativa, além da observação das três 
distintas zonas de chama existentes no bico de Bunsen, que também pode estar em 
duas colorações: amarela (quando possuir a sua entrada de ar fechada) e azul 
(entrada de ar aberta). Nesse sentindo, também há: 
• Zona neutra da chama: região próxima da boca do tubo; nela não ocorre 
combustão do gás. É considerada fria se comparada às outras regiões4. 
• 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 
oxidante4. 
• 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 chegar a 1100 °C4. 
Por meio da queima, evidenciou-se que o cadinho de porcelana, quando 
exposto a chama luminosada zona redutora - a qual apresenta combustão 
incompleta - ocasionará a formação de fuligem que se acumula na base exterior do 
cadinho, em razão da decomposição do composto CO em carvão, durante o 
processo de combustão. O que é claramente esclarecido por meio da equação 
química: (CH3CH2CH3(g) + 7/2 O2(g) -> 3CO (g) + 4H2O). 
Além disso, também foi possível perceber que o fio de ferro e cobre quando 
exposto as zonas mais externas da chama, rapidamente apresentava, no máximo, 
incandescência, devido ao seu alto ponto de fusão que torna raro outras alterações. 
Em contraposição a sua exposição às zonas mais internas demandaram mais tempo 
para expor o mesmo efeito. 
Após conhecermos o funcionamento e manuseio do bico de Bunsen o mesmo 
foi usado para a realização do teste de chama. Para a realização deste inicialmente 
limpamos a haste metálica usando uma solução de ácido clorídrico concentrado. 
 Nessa mesma perspectiva, foi possível observar a coloração dos sais frente 
à chama luminosa. Um exemplo, foi o cloreto de lítio (LiCl) que apresentou-se 
rosa/vermelho mediante a esse processo. Ademais, também foi testado o cloreto de 
potássio (KCl) que exibiu-se com coloração lilás, cloreto de bário (BaCl2): 
verde/amarelo; cloreto de cálcio (CaCl2): vermelho/laranja; cloreto de estrôncio 
(SrCl2): vermelho; cloreto de cobre (CuCl2): azul/verde, e por fim, o cloreto de 
sódio (NaCl) que em meio a experiência resultou em uma cor próxima do laranja. 
Nesse sentido, torna-se evidente, portanto, que o responsável pela coloração 
da chama é o cátion, uma vez que ao troca-los durante a experiência a pigmentação 
alterava-se. 
Usando os comprimentos de onda e com base na fórmula: “E=h.f”, formulada 
por Einsten e introduzida na Física anos antes por Max Planck, a qual é utilizada 
para calcular a energia de um fóton quando é dada a frequência 8, foi possível 
calcular a energia referente a cada transição sofrida em cada metal. Além de que, 
por meio do espectro de luz visível -o qual expõe que quanto maior a frequência, 
menor o comprimento de onda- foi possível obter os comprimentos de onda e as 
respectivas frequências de cada sal. 
Com relação ao teste da chama, os postulados de Bohr prestam-se muito 
bem ao se buscar uma explicação às observações. A queima de um sal metálico 
implica na promoção de elétrons, cujo retorno é revelado pela emissão de luz. 
Assim, um elétron pode passar de um nível para outro de maior energia, desde que 
absorva energia externa (ultravioleta, luz visível, infravermelho etc.). Quando isso 
acontece, dizemos que o elétron foi excitado e que ocorreu uma transição eletrônica. 
Já a transição de retorno deste elétron ao nível inicial se faz acompanhar pela 
liberação da energia na forma de ondas eletromagnéticas, como, por exemplo, a luz 
visível, que é percebida por nossos sentidos como uma coloração. 7 
Os cálculos de energia são apresentados na tabela 1. 
 
Tabela 1: Energia apresentada para cada metal testado na chama 9 
Sal Comprimento de onda Frequência Energia (E=h.f) 
Na+ 580 nm 5,2.10^14 HZ E= 6,63.10^-34x5,2,10^-
14= 3,44.10^-19 J 
K+ 420 nm 7,1.10^14 HZ E= 6,63.10^-34x7,1.10^-
14= 4,70.10^-19 J 
Ca2+ 620 nm 4,8.10^14 HZ E= 6,63.10^-34x4,8.10^-
14= 3,18.10^-19 J 
Sr2+ 700 nm 3,10^14 HZ E= 6,63.10^-34x3,10^-
14= 2,05.10^-19 J 
Ba2+ 530 nm 5,7.10^14 HZ E= 6,63.10^-34x5,7.10^-
14= 3,77.10^-19 J 
Cu2+ 530 nm 5,7.10^-14 HZ E= 6,63.10^-34x5,7.10^-
14= 3,77.10^-19 J 
Li+ 700 nm 3,10^-14 HZ E= 6,63.10^-34x3,10^-
14= 2,05.10^-19 J 
 
Além do mais, durante a experiência também houve o uso de HCl (ácido 
clorídrico) com a finalidade de limpar as hastes que estavam sendo utilizadas 
durante a experiência. O uso de tal ácido justifica-se, pois o mesmo não interfere na 
análise, uma vez que é volatilizado em contato com o calor da chama. 
Assim sendo, nota-se que os resultados obtidos estão próximos do esperado, 
constatando-se que não houve erros notórios durante o processo de análise das 
experiências. 
 
5. CONCLUSÃO 
 
Assim sendo, nessa prática também foi possível conhecer os diferentes tipos 
de chama –e suas distintas temperatura- produzida pelo bico de Bunsen, entender 
que o depósito de carvão no cadinho de porcelana é ocasionado pela combustão 
incompleta, em razão de que a combustão completa só produz gás carbônico e 
água, e, por fim, compreender a utilização do HCl para limpeza dos materiais. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
REFERÊNCIAS 
 
1 ATKINS, P.; J., LORETA; Princípios de Química: questionando a vida moderna 
e o meio ambiente. Porto Alegre: Bookman, 2001. 
2 VOGEL, Arthur Israel. Química Analítica Qualitativa. 5ª ed. São Paulo, Mestre 
Jou, 1981 Química Analítica, Quantitativa e Qualitativa. 
 
3 Ensaios na chama do bico de Bunsen. Disponível em: 
<https://anselmo.quimica.ufg.br/up/56/o/QGI_-
_Ensaios_na_chama_do_bico_de_bunsen.pdf> Acessado em: 20 de abril de 2016 
às 12:45 . 
 
4 DA SILVA, A.L.S. Observação do Bico de Bunsen. Disponível em: 
<http://www.infoescola.com/quimica/observacao-do-bico-de-bunsen/>. Acesso em: 
13 abr. 2016. 
5 Original em Espanhol. Modelo atômico de Rutherford. Disponível em: 
<https://quimicacorella.files.wordpress.com/2011/11/modelo-atc3b3mico-de-
rutherrford.pdf>. Acesso em: 20 abril de 2016. 
6 Teste de Chama. Disponível em: <http://www.ebah.com.br/>. Acesso em 16 abril 
de 2016. 
7 Explicação em Bohr para o teste de chama. Disponível em: 
<http://www.infoescola.com/quimica/explicacao-em-bohr-para-o-teste-da-chama/>. 
Acesso em: 24 de abril de 2016. 
8 Energia do fotón. Disponível em: 
<http://www.fisicapaidegua.com/conteudo/conteudo.php?id_top=060101>. Acesso 
em: 24 de abril de 2016. 
9 Teste de chama e transição de cores. Disponível em: <http://www.ebah.com.br/>. 
Acesso em 16 abril de 2016.