Procedimento para testar a chama

TESTE DA CHAMA

GIBSON, France Barbosa

RESUMO

O ensaio da chama é um método que busca identificar elementos químicos a partir da coloração emitida em uma chama. O presente relatório tem como objetivo observar e a cor da chama associada à presença de elementos químicos metálicos presentes em sais. Quando o composto a ser estudado é submetido ao aquecimento, em uma chama, os íons presentes no metal começarão a emitir luz. Baseado no espectro de emissão do elemento, o composto irá modificar a cor da chama para uma cor característica, no experimento foram utilizados os sais de KI, Pb(NO2)3, SnCl e NaCl sendo verificados suas colorações.

Palavras-chave: Coloração. Metal. Chama.

INTRODUÇÃO

Em meados do século XVIII começaram os estudos sistemáticos de identificação de compostos pelo uso de chamas, conduzidos mais ou menos de modo simultâneo por vários pesquisadores. Thomas Melvill (1726-1753) observou, em 1752, o espectro de linhas brilhantes emitido por chamas contendo sais metálicos. Em 1758, Andreas Marggraf (1709-1782) conseguiu diferenciar sais de sódio e sais de potássio pela cor de suas chamas.

John Herschel (1792-1871), por sua vez, mostrou que a radiação emitida pelas chamas de bário, cálcio, estrôncio e cobre, ao atravessar um prisma de vidro, era resolvida em suas linhas espectrais características, fato que poderia ser usado para fins de identificação química. Joseph

Fraunhofer (1787-1826) fez o mesmo tipo de estudo, observando em particular o par de linhas amarelas emitidas pelo sódio, quando fazia estudos de índice de refração de vidros. Tais estudos redundaram na construção do espectroscópio de Bunsen e Kirchoff (Lockemann, 1956), valioso instrumento de identificação de metais, que culminou com a descoberta, pelos dois cientistas, dos elementos césio e rubídio.

Esta vasta gama de estudos permitiu, em 1928, que o botânico dinamarquês Henrik Lundegardh (1888-1969) criasse a fotometria de chama (GRACETTO, 2006).

O teste da chama baseia-se na teoria da mecânica quântica. Einstein, um pouco mais tarde que Planck, enunciou-a, verificando por numerosas experiências de que a matéria emite ou absorve uma radiação, a energia E é emitida ou absorvida em quantidades discretas iguais a hν; tem-se, assim, E = hν, onde ν designa a freqüência da radiação considerada e h a constante universal de Planck (h = 6.5510-27 erg. sec). A constante h foi introduzida na Física por Planck, em 1900, em seus célebres trabalhos sobre a intensidade específica da radiação de origem térmica que existe no interior de um recinto isotérmico.

A aplicação da teoria dos quantum ao estudo da estrutura dos átomos e de suas raias espectrais de emissão e de absorção foi feita, pela primeira vez, por Niels Bohr em 1913. A teoria atômica de Bohr utilizou-se do modelo atômico de Rutherford (RAMOS, 2004).

No trabalho de Bohr, foi aplicada pela primeira vez a hipótese quântica para explicar a estrutura atômica com razoável sucesso. Entretanto, a teoria de Bohr estava parcialmente incorreta, sendo abandonada 12 anos depois para dar lugar a teoria quântica. Havia, contudo, fundamentos suficientes nas ideias de Bohr que lhe permitiram explicar por que os átomos no estado excitados emitiam luz somente com certas frequências, a teoria de Bohr trouxe uma contribuição importante para a compreensão da estrutura atômica (MAHAN, 1995).

OBJETIVO

Observar a cor da chama associada à presença de elementos químicos metálicos presentes em sais.

PARTE EXPERIMENTAL

MATERIAIS E REAGENTES

• Béquer;

• Bico de Bussen;

• Cloreto de estrôncio (SrCl);

• Cloreto de sódio (NaCl);

• Fio de platina;

• Fósforo;

• Iodeto de potássio (KI);

• Nitrato de chumbo (Pb(NO3)2 );

• Solução de ácido clorídrico (HCl);

• Vidro relógio.

PROCEDIMENTO

Colocou-se uma pequena quantidade da solução de HCl dentro de um béquer para que pudesse ser feita a limpeza do fio de platina.

O fio de patina foi mergulhado na solução de HCl e levado a chama do bico de Bunsen para ser retiradas as impurezas nele contidas.

Em seguida, com a ajuda de uma espátula, foram coletados em quatro vidros de relógio os seguintes sais SrCl, NaCl, KI e Pb(NO2)3.

Na sequência, mergulhou-se o fio de platina no vidro de relógio contendo o SnCl para que o sal aderisse ao fio e submetido ao aquecimento na chama do bico de Bunsen. Logo após foi efetuada a limpeza do fio de platina, mergulhando-o na solução de HCl e levando o em seguida a chama.

Este procedimento foi repetido com todos os demais sais, observando-se a coloração da chama emitida por cada um dos sais testados.

RESULTADOS E DISCUSSÕES

Na análise por ensaio de chama, utiliza-se um fio de platina, preso ao cabo, o fio é limpo por imersão em ácido clorídrico concentrado e, então, aquecido na zona de fusão da chama do bico de bunsen; o fio estará limpo quando não transmite cor a chama. O fio é novamente mergulhado ao ácido clorídrico concentrado e uma pequena porção da substância em exame é retida no fio que volta para a chama oxidante, e então pode observar a cor transmitida a chama.

Nos ensaios de chama, conforme Vogel (1981), ocorre às interações atômicas através dos níveis e subníveis de energia quantizada, ele baseia-se na possibilidade de muitos íons metálicos e seus sais conferirem uma cor característica quando é vaporizado numa chama, isso porque todo átomo quando aquecido ou recebe um descarga elétrica, absorve energia, que em seguida é emitida como radiação, ou seja, uma linha espectral pode ser absorvida e também emitida quando de alguma forma o átomo é excitado. Cada elemento químico apresenta um espectro de linha distinto que este relacionado com sua natureza atômica.

Os sais de KI,