TESTE DE CHAMA

UNIVERDADE FEDERAL DO AMAZONAS

INSTITUTO DE CIÊNCIAS EXATAS

DEPARTAMENTO DE QUÍMICA

QUÍMICA ANALÍTICA EXPERIMENTAL F

PRÁTICA 3 – ENSAIO DA CHAMA

ALUNO: EMANUEL FRANCISCO DE LIMA. 21000248

MANAUS

2014

Introdução

O ensaio da chama é um experimento simples do qual nos faz identificar os elementos químicos, com suas devidas variações de cores em compostos voláteis por meio de via seca, tanto em soluções já preparadas, como tanto através da utilização dos sólidos que estão representados na tabela periódica.

Fundamentação Teórica

O teste de chama é baseado no fato de que quando, uma certa quantidade de energia é fornecida a um determinado elemento químico (no caso da chama, energia em forma de calor), alguns elétrons da última camada de valência absorvem esta energia passando para um nível de energia mais elevado, produzindo o que chamamos de estado excitado. Quando um desses elétrons excitados retorna ao estado fundamental, ele libera a energia recebida anteriormente em forma de radiação (Luz). Cada elemento libera a radiação em um comprimento de onda característico, pois a quantidade de energia necessária para excitar um elétron é única para cada elemento. A radiação liberada por alguns elementos possui comprimento de onda na faixa do espectrovisível, ou seja, o olho humano é capaz de enxergá-las através de cores. Assim, é possível identificar a presença de certos elementos devido à cor característica que eles emitem quando aquecidos numa chama.

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.

A chama do queimador apresenta as três zonas:

 Zona Oxidante ou zona externa região violeta pálida, quase invisível, onde os gases sofrem combustão total.

 Zona Redutora ou intermediária região luminosa onde os gases sofrem combustão incompleta por deficiência de oxigênio.

 Zona Neutra ou interna zona limitada por uma "casca azulada", onde os gases ainda não sofreram combustão.

Figura 1. Queimador de gás (Bico de Bunsen).

Na chama, os cátions de sais voláteis transformam-se em átomos livres. Estes absorvem e depois emitem radiação eletromagnética com comprimentos de onda que correspondem às transições entre os níveis de energia dos átomos.

A cor é decorrente destas transições eletrônicas, em espécies de vida curta, que se formam momentaneamente na chama, que é rica em elétrons. Por exemplo, no caso do sódio, os íons são temporariamente reduzidos aos seus átomos.

Na+ + elétron → Na

Quando o átomo de sódio absorve um fóton de luz se diz que ele está no seu estado excitado. Após um período de tempo curto, o átomo de sódio no estado excitado emite um fóton de luz de 589 nm e decai de volta para o seu estado fundamental.

O átomo pode ser excitado por uma chama, e essa é a base do que é conhecido como teste de chama dos sais dos metais dos Grupos 1 e 2 (LiCl, NaBr, CaCl2, SrCl2, etc.), e de uma técnica conhecida por espectroscopia de emissão atômica. A linha D do sódio corresponde a um dupleto com máximos em 589,0 nm e 589,6 nm, decorre da transição eletrônica 3s1→ 3p1, num átomo de sódio formado na chama.

O teste de chamas é feito utilizando-se um fio de platina, níquel-crômio ou um bastão de vidro com um algodão e a chama oxidante de um bico de Bunsen, da seguinte maneira: toca-se com o fio a solução cujo cátion quer se identificar e coloca-se a ponta do fio na região mais fria da chama oxidante. A prova será positiva se a chama azulada mudar de cor. Caso se trate de substância sólida, na qual se pretenda identificar o sódio ou qualquer outro íon, convém primeiro, tocar o fio em ácido clorídrico diluído e, em seguida, tocar a substância.

Os átomos de sódio também podem excitados eletricamente, e essa é a base das lâmpadas de sódio encontradas na iluminação de ruas. A temperatura da chama do bico de Bunsen é suficiente para excitar uma quantidade de elétrons de certos elementos que emitem luz ao retornarem ao estado fundamental de cor e intensidade, que podem ser detectados com considerável certeza e sensibilidade através da observação visual da chama.

O comportamento da cor é em função do cátion. Os cátions, ao serem excitados, absorvem energia e a devolve ao meio na forma de luz, que são ondas eletromagnéticas constituídas de comprimento de onda e freqüência, grandezas que são inversamente proporcionais. A luz emitida por cátions diferentes se deve a freqüência a qual a luz foi emitida, porém, só uma pequena parte da frequência emitida é visível aos nossos olhos, que são o espectro de luz visível. Também, pudemos notar que no espectro visível, cátions diferentes podem originar tonalidades de cores muito parecidas, porém, esta diferença seja pouco perceptível a olho nu. A faixa de luz visível se estende entre os comprimentos de 700nm a 420nm, seguindo a tabela abaixo:

Cor Comprimento de onda Freqüência

Violeta 420 nm 7,1x10-14hz

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

Procedimento Experimental

MATERIAIS E REAGENTES

 Bico de Bunsen

 Clips