Teste Chama

Relatório Experimento:

Teste de Chama

Nome: David Alan Nogueira de Oliveira RA: 3504593458 Curso: Eng. de Produção

Nome: Eder Cássio Menassi RA: 3232546712 Curso: Eng. Mecânica

Nome: Marcelo Gervásio Constâncio RA: 3219531937 Curso: Eng. Mecânica

Nome: Thiago Perelli Castão RA: 324263650 Curso: Eng. de Produção

Nome: Wesley Tiago Sanches RA: 3242557579 Curso: Eng. Mecânica

Professora: Karmel Lima Nota:

Ribeirão Preto

Outubro/2011

Introdução

O físico dinamarquês Niels Bohr (1885 - 1962) propôs um modelo atômico para o átomo de hidrogênio que depois foi estendido para outros elementos. O seu modelo baseia-se no Sistema Solar, no qual os planetas giram ao redor do Sol. Para Bohr, os elétrons giram em órbita ao redor do núcleo atômico agrupados em níveis energéticos.

Hoje sabemos que os elétrons giram ao redor do núcleo, mas não em órbita. Para ser considerada uma órbita, o movimento do elétron deveria ser sempre num mesmo plano, o que na prática não acontece. O movimento dos elétrons ao redor do núcleo é parecido ao de uma nuvem que envolve esse núcleo atômico. No estado fundamental de um átomo, os elétrons se encontram no nível energético o mais baixo possível.

Se os elétrons de um átomo recebem energia ou colidem com outros elétrons, eles saltam para níveis mais externos. Neste caso, dizemos que os elétrons entram em estado excitado.

Se os elétrons cedem energia, eles saltam para níveis mais internos e a energia liberada pelos elétrons sai em forma de quantum de luz ou fóton e é a frequência da luz que determina a sua cor. Nossos olhos detectam diferentes cores porque eles respondem de forma diferente a cada freqüência. Apenas uma estreita faixa de frequências (e, consequentemente de comprimentos de onda), é visível ao olho humano. É o chamado espectro da luz visível. Esta faixa de luz visível se estende entre as frequências maiores que o infravermelho e menores que o ultravioleta, e entre comprimentos menores que 700 nm maiores que 420 nm (2), como pode ser observado na figura 1 e na tabela A:

Figura1: Espectro de luz visível.

Cor Comprimento onda (λ) Frequência (υ)

Violeta 420 nm 7,1x10-14 Hz

Azul 470 nm 6,4x10-14 Hz

Verde 530 nm 5,7x10-14 Hz

Amarelo 580 nm 5,2x10-14 Hz

Laranja 620 nm 4,8x10-14 Hz

Vermelho 700 nm 3,0x10-14 Hz

Tabela A: Comprimentos de onda e freqüência característica.

Quando um objeto é aquecido, ele emite radiação, que pode ser observada através da sua cor. Um exemplo é o aquecimento de metais nas indústrias metalúrgicas, quando eles emitem uma cor vermelha intensa. Observa-se que a cor emitida pelo corpo aquecido depende da sua temperatura. Assim, pode-se concluir que a frequência e o comprimento da radiação eletromagnética está diretamente ligada à energia absorvida pelo corpo durante o aquecimento.

Estas teorias são hoje comprovadas a partir de cálculos e experimentos. Entre eles, está o teste de chama. Neste experimento, sais (principalmente os que possuem ânions voláteis na chama oxidante, como o cloro, por exemplo) são expostos à chama. Na chama, absorvem energia em forma de calor e esta energia provoca a excitação dos elétrons, forçando-os a realizar o salto quântico. Ao retornarem ao seu estado inicial de energia, liberam fótons de luz de cores características a cada elemento.

Procedimento experimental

Materiais utilizados:

5 tubos de ensaio contendo os cátions (cloreto de cálcio; cloreto de estrôncio; cloreto de bário; cloreto de sódio; cloreto de potássio)

5 palitos de madeira com 1 fio de cobre na ponta;

1 bico de Bulsen.

Procedimento:

Com os fios de cobre devidamente limpos, acendeu-se o bico de Bulsen, e então mergulhado o mesmo correspondente ao cálcio na solução de cloreto de cálcio, já que estávamos trabalhando com um fio para cada solução, e após o fio estar coberto pela solução o mesmo foi levado até a chama para que fosse observada a sua coloração, o mesmo processo foi repetido em todas as outras soluções.

Resultados e discussão

Após realizamos a parte experimental e compararmos as colorações obtidas com as colorações contidas no PLT 150, concluímos que o teste foi conclusivo, pois as cores foram as mesmas, conforme descrito na tabela B, abaixo:

SAL COR CONTIDA PLT COR OBTIDA

CaCl2 Vermelho tijolo Vermelho

SrCl2 Vermelho carmim Vermelho

BaCl2 Verde amarelado Verde

NaCl Amarelo alaranjado Amarelo

KCl Violeta Claro Violeta

Tabela B: Comparação entre cores esperadas e obtidas.

Mesmo as cores obtidas sendo conclusivas com as do PLT, em alguns momentos do experimento encontramos problemas, principalmente para o cloreto de potássio (KCl) que após várias tentativas, foi verificado sua cor violeta, antes disso estávamos visualizando a cor azul esverdeado quase verde. A principio pensamos ser contaminação no fio mas nossa professora atribuiu ser a cor do próprio cobre exposto a chama, que mesmo com a solução de KCl, após ser passado na chama poderia evaporar muito rápido e então emitir a sua própria cor pela excitação de elétrons para uma camada mais energética.

Mesmo com as margens de erro existentes, foi calculada a energia radiante dos elétrons do sódio com base na tabela A, através da formula:

∆E=hν

Onde