O ESTUDO DA CHAMA; IDENTIFICAÇÃO DE ELEMENTOS; CONSERVAÇÃO DE MASSA

ESTUDO DA CHAMA; IDENTIFICAÇÃO DE ELEMENTOS; CONSERVAÇÃO DE MASSA

PROFESSOR: Pedro Stepan Kaloubek

 

SÃO CAETANO DO SUL

2010

eSTUDO DA CHAMA; IDENTIFICAÇÃO DE ELEMENTOS; CONSERVAÇÃO DE MASSA

Grupo 01, Turma 01 e Laboratório 02

Pedro Stepan Kaloubek

Resumo: Neste experimento número 3  são propostos  três procedimentos.  O primeiro consta na compreensão  do equipamento laboratorial, o bico de Bunsen, analisando os dois tipos de chamas e os fatores que o interferem.  O segundo  é a observação das diferentes cores emitidas quando as amostras químicas são postas perto da chama (calor), como por exemplo, o CuCl (cloreto de cobre) que emite uma chama de cor azulada. E a terceira e a última, é a discussão da alteração (ou não) da massa dos produtos de uma reação química (queima de uma palha de aço, por exemplo).

Palavras-chave: Bico de Bunsen, Lei de Lavoisier, Características próprias de cada elemento.

1. INTRODUÇÃO

Através do bico de Bunsen foi feito uma observação detalhada sobre o estudo da chama, identificando suas zonas (de gases ainda não queimados, oxidante e redutora), compreender o funcionamento do equipamento (entrada e saída do gás, áreas de perigo), além de comparar uma chama de explosão com uma de difusão. A primeira chama (explosão) é vista quando a janela de ar primária está ainda fechada, com características: amarelada, fuliginosa, alta luminosidade, redutora e homogênea. Já a segunda pode ser observada apenas com os orifícios das janelas de ar primário abertos, esta chama possui uma cor azulada, não é fuliginosa, apresenta baixa luminosidade, é do tipo oxidante e, heterogênea.

Utilizando os estudos de Robert Wilhelm Bunsen, de Bohr e de Gustav Kirchhoff foi possível relacionar a espectroscopia dos elementos (cada elemento existente na natureza emite um conjunto único de cores, podendo identificá-lo apenas suas linhas espectrais) com o teste da chama que tem como objetivo verificar e diferenciar cada amostra inorgânica (NaCl, LiCl, KCl, CuCl2 e H3BO3) através da coloração de sua chama quando entra em contato com o calor do aparelho (bico de Bunsen).

A Lei de Lavoisier (em um sistema isolado a massa inicial – reagentes – tem que ser igual à massa final independentemente das reações químicas que nele  possam ocorrer) pode ser verificada no procedimento em que determinamos a variação de massa durante uma reação química, como a Na2SO4 com BaCl2, Na2CO3 com HCl e, a queima da palha de aço sob uma cápsula de porcelana.

1. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

- Estudo da chama

Para fazer o estudo da chama, é necessário um equipamento que seja alimentado por uma mistura de combustível gasoso como o GLP (mistura de propano, butano e traços de mercaptanas). O equipamento mais usado é o bico de Bunsen*, que recebeu esse nome por causa do químico alemão Robert Wihelm Bunsen que aperfeiçoou o tal dispositivo para usá-lo em seus estudos sobre espectroscopia dos elementos. Bunsen utilizou o conceito da mistura carburada (o qual faz com que aconteça a entrada de ar pelas janelas inferiores do Bico de Bunsen) havendo assim a produção de uma chama de difusão azulada, de baixa luminosidade, não fuliginosa, heterogênea e oxidante. Já que enquanto essas janelas estavam fechadas, a chama era redutora, amarela (não há presença de oxigênio total), fuliginosa, homogênea e de com alta luminosidade, também chamada de chama de explosão ou combustão incompleta.

*Bico de Bunsen: um tubo de borracha ligado a uma torneira em que é feita a regulagem do fluxo de gás. E o ar O2 (comburente) necessário para acontecer a combustão entra pela janela de ar.

-Identificação de elementos:

 Ao final do século XIX, já se tinha o conhecimento de que havia elétrons dentro dos átomos e quer eles além de radiações eletromagnéticas, exalavam luz. A grande curiosidade então, era como diferenciar os elementos utilizando a luz que deles eram emitidas.

O primeiro cientista a colocar essa idéia em prática foi Isaac Newton, que fez a luz solar incidir sobre um anteparo contendo uma fenda e, ao obter um feixe luminoso, fez com que este passasse por um prisma e fosse projetado num anteparo, formou-se então neste as cores do arco-íris. As cores obtidas eram separadas entre si por uma distância proporcional aos comprimentos de ondas correspondentes. Para essa imagem projetada, se dá o nome de espectro eletromagnético. Conquanto, o objetivo ainda não havia sido alcançado, pois era necessário saber o que era visto da luz que vem de fora de cada elemento como, por exemplo, o hidrogênio, já que era emitido “linhas” de certas cores para determinadas amostras.

Rydberg descobre então uma relação matemática para as linhas no espectro de hidrogênio o que ajudou, junto com as observações de Rutheford e Bohr, no aperfeiçoamento do espectro atômico de emissão. Através dele, os cientistas podiam dizer, a partir de então, quais os elementos que estão observando apenas pela leitura das linhas espectrais.

Para explicar o significado de os elétrons estarem mexendo em apenas algumas freqüências, Bohr aparece com um modelo de átomo no qual afirmava que o átomo que tinha elétron orbitava em torno de um núcleo. Disse ainda que este  (o elétron) só podia absorver ou emitir quantidade de energia determinadas (quantum). Acrescentou por fim que, quando um elétron faz uma transição, ou seja, uma mudança de estado, ele muda de um nível de energia para outro, e a diferença de energia é emitida com um fóton. Ao absorver energia, passa a um estado excitado (órbita superior). Retorna depois ao estado fundamental por emissão de um ou mais quanta, proporcional a transição realizada.

Pode-se observar essa experiência de Bohr na identificação de elementos químicos pelo teste da chama em que se comprova que a origem das cores geradas pela presença de metais nas chamas, está na estrutura eletrônica dos átomos. Com a energia liberada na combustão, os elétrons externos dos átomos de mateis são promovidos a estados excitados e, ao retorno ao seu estado eletrônico inicial, liberam a energia excedente na forma de luz. Assim, admita-se que a cor da luz obtida depende,  exclusivamente, da estrutura eletrônica do átomo, ou seja, a chama adquire a cor que caracteriza o elemento metálico presente na amostra.