Teste De Chamas

TESTE DE CHAMA

RESUMO:

Utilizaram-se bastões de vidro com algodão na extremidade para levar as soluções aquosas definidas de sais de metais variados à chama do bico de Busen para observar a cor da chama. Também foram colocadas duas soluções não conhecidas na chama para identificar o sal desconhecido. Observaram-se diferentes cores para as diferentes soluções e foi possível identificar os sais que continham nas soluções-problema.

INTRODUÇÃO:

O homem sempre buscou explicações para entender o mundo que o rodeia, e para isso ele busca cada vez mais fundo no mundo físico-químico as respostas. Um químico quando observa um objeto ou um fenômeno ele procura enxergar bem mais do que esta sendo visto, ele procura descobrir determinar suas estruturas internas, relacionando-as às propriedades químicas dos elementos conhecidos. A estrutura eletrônica de cada átomo (a organização dos elétrons em torno do núcleo) pode dizer muito sobre ele. E para investigar a estrutura interna de objetos tão pequenos como os átomos é necessário observá-los indiretamente, por meio das características das radiações eletromagnéticas que eles emitem.

Um feixe eletromagnético é o produto de oscilações perpendiculares de campos elétricos e magnéticos. Todas as radiações viajam a mesma velocidade de 3,00x108m/s no vácuo, e essa velocidade é representada pela constante “c”, chamada de velocidade da luz. Devido a essas oscilações periódicas as radiações eletromagnéticas possuem características ondulatórias: o comprimento de onda ( ) e a freqüência (f). Essas duas propriedades de onda eletromagnética estão relacionadas, pois a velocidade de onda é sempre a mesma (velocidade da luz). Assim sendo, pode-se concluir que a frequência de uma onda eletromagnética é inversamente proporcional ao se comprimento de onda e diretamente proporcional à velocidade. Então quanto maior for o comprimento de onda menor será a sua frequência ou vice-versa.

Os olhos humanos detectam as diferentes cores devido às diferentes freqüências da luz, eles respondem de maneira diferente a cada frequência. Na realidade somente uma porção de freqüências de onda são detectada pela retina humana e as ondas com essas freqüências possuem comprimentos de onda entre 400 e 700 nanômetros.

Quando um objeto é aquecido ele emite radiação, que pode ser analisada por sua cor. Esta é uma analise qualitativa do objeto, pode-se descobrir a faixa de freqüência da luz que esta sendo emitida pela identificação da cor. E pela equação de Max Planck é possível definir a energia de uma radiação descobrindo a sua frequência e posteriormente o comprimento de onda. A equação esta representada abaixo:

Figura : Equação de Max Planck

1. “E” é a energia

2. “h” é a constante de Max Planck que tem o valor de 6,63×10-34 J.s.

3. é o comprimento de onda, como já foi mencionado.

4. “c”é a velocidade da luz (3,00x108 m/s).

Niels Bohr, um cientista dinamarquês aprimorou o modelo atômico de Rutherford e elaborou a teoria atômica mais completa e aceita ate hoje. Ele acabou por explicar a teoria atômica de Rutherford que era um desafio para a sociedade cientifica da época, pois não poderia ser explicada pela Física Clássica. Bohr se baseando nas teorias de Max Planck de energia quantizada determinou seus postulados:

1. A energia radiada não é emitida ou absorvida de maneira contínua, somente quando um elétron passa de uma órbita estacionária para outra diferente (salto quântico).

1. Os elétrons giram em torno do núcleo em órbitas circulares e bem definidas (fixas) que são as órbitas estacionárias. Mais tarde, seriam as chamadas "camadas eletrônicas" (K, L, M, N, O, P e Q).

2. O equilíbrio dinâmico dos sistemas nos estados estacionários se dá pelas leis da mecânica clássica, o que não é verificado quando um elétron passa para um diferente estado estacionário. Ao passar de um estado estacionário para outro, um elétron absorve uma radiação bem definida, que é o quantum, dado pela relação: E = h.v (“v” representa a frequência).

De forma simplificada, observa-se que quando um elétron recebe energia ele salta para uma orbita mais externa. E a quantidade pacote de energia absorvida e bem definida (quantum) que é equivalente á diferença energética entre as camadas. E quando um elétron esta no estado excitado ele volta para a sua orbita estacionaria ele libera energia na forma de ondas eletromagnéticas (luz) de frequência característica do elemento desse átomo. Bohr então propõe que o átomo só pode perder energia em certas quantidades discretas e definidas, e isso sugere que os átomos possuem níveis com energia definida. Essas teorias de Bohr hoje são comprovadas a partir de cálculos e experimentos. Entre eles esta o teste da chama.

O teste da chama é um procedimento usado na química para identificar a presença de alguns íons metálicos, baseado no espectro de emissão característico de cada elemento. O teste é baseado no fato de que quando certa quantidade de energia (no caso da chama, energia em forma de calor) é fornecida a determinado elemento químico os elétrons da ultima camada dos seus átomos saltam para um nível de energia mais elevado e quando estão no estado excitado eles retornam para o estado fundamental liberando energia na forma de luz com um comprimento de onda característico, pois a quantidade de energia necessária para excitar um elétron é única para cada elemento. Apenas alguns elementos liberam radiação com comprimento de onda na faixa da luz visível, e o olho humano é capaz de identificar as cores emitidas por esses elementos. Dessa forma é possível identificar alguns elementos através das cores emitidas por eles quando aquecidos numa chama.

OBJETIVOS:

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

2. Identificar elementos químicos metálicos pelo teste da chama.

3. Descobrir o elemento químico metálico que está presente em soluções desconhecidas (soluções-problema).

MATERIAIS E REAGENTES:

1. Bastões de vidro.

2. Algodão.

3. Bico de Busen como fonte de chama.

4. Tubos de ensaio.

5. Os