O teu país

Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit, sed do eiusmod


Eduarda Melo

Escola

Escola Secundária Prof. Dr. Flávio Resende-Cinfães

Identificação de Elementos Químicos por Ensaio à Chama

Todos os trabalhos publicados foram gentilmente enviados por estudantes – se também quiseres contribuir para apoiar o nosso portal faz como o(a) Eduarda Melo e envia também os teus trabalhos, resumos e apontamentos para o nosso mail: geral@notapositiva.com.

Resumo do trabalho

Relatório de Actividade Laboratorial para identificação de elementos químicos através do respectivo espectro-ensaio à chama.


Introdução:

É com ajuda do trabalho de laboratório que os químicos formulam hipóteses e as colocam à prova com experiências.

O trabalho experimental é, de facto, uma componente importante e fundamental da Química. A realização de trabalhos experimentais nas aulas de Química facilita a compreensão do conhecimento científico, torna o ensino mais motivador e familiariza-nos com o método científico.

Quando uma certa quantidade de energia é fornecida a um determinado elemento químico, alguns electrões da última camada de valência absorvem energia passando para um nível de energia mais elevado e produzem o chamado estado excitado. Quando um desses electrões excitados regressa ao estado fundamental, emite uma quantidade de energia radiante, igual àquela absorvida, cujo comprimento de onda é característico do elemento e da mudança do nível electrónico de energia. Assim, a luz de um comprimento de onda particular (ou cor) é utilizada para identificar o referido elemento.

Tal procedimento é denominado teste da chama e é um método rápido e fácil de ser feito, e não requer nenhum equipamento que não seja encontrado normalmente num laboratório de química. Porém, a quantidade de elementos detectáveis é pequena e existe uma dificuldade em detectar concentrações baixas de alguns elementos, por exemplo, o sódio, que é um componente ou contaminante comum em muitos compostos, produz uma cor amarela intensa no teste de chama que tende a dominar sobre as outras cores. Por isso, a cor da chama geralmente é observada através de um vidro de cobalto azul para filtrar o amarelo produzido pelo sódio e permitir a visualização de cores produzidas por outros iões metálicos.

O teste de chama apenas fornece informação qualitativa. Dados quantitativos, sobre a proporção dos elementos na amostra, podem ser obtidos por técnicas relacionadas a fotometria de chama ou espectroscopia de emissão.

Procedimento Experimental:

Material e Reagentes:

  • Caneta;
  • Algodão;
  • Fitas de papel;
  • Isqueiro ;
  • Cadinho;
  • Espátula;
  • Vidro de relógio;
  • Cloreto de: sódio, bário, cálcio, potássio, cobre, lítio, estrôncio;
  • Etanol a 96%;
  • Ansa de inoculação.

Descrição da actividade realizada passo a passo:

1. Começamos por apagar as luzes do laboratorio, de maneira que ficasse mais escuro. 2. Em seguida colocamos algodão dentro do cadinho. 3. Por fim deitamos um pouco de Etanol a 96% sobre o algodão e com ajuda de um isqueiro acendemos uma chama.

4. Depois, fomos colocando os diferentes tipos de cloretos em vidros de relógios separados.

5. Com uma caneta escrevemos o nome do cloreto numa tira de papel e colocamos junto de cada uma das amostras.

6. Introduzimos na ansa de inoculação a primeira amostra sólida pulverizada a estudar e levámo-la à zona mais quente da chama.

7. Depois de aquecer um pouco, surgiu uma cor que anotamos.

8. Repetimos o procedimento para todas as amostras restantes e registamos a cor observada.

9. No fim misturamos um pouco de todos os cloretos e registamos também a cor obtida.

Conclusão:

Registos e análise de dados:

Sólido

Cor da chama (visão directa)

LiCl (cloreto de lítio) Vermelho
KCl (cloreto de potássio) Verde
NaCl (cloreto de sódio) Laranja
CuCl (cloreto de cobre) Verde
BaCl2 (cloreto de bário) Amarelo
SrCl2 (cloreto de estrôncio) Vermelho
Todos os cloretos misturados Várias cores

Análise de erros:

Como é possível neste tipo de experiências acontecerem erros, encontramos alguns na realização desta experiência, um deles foi a cor que cada sal apresentou após ter sido levado à chama, pensamos que nem todos apresentaram a cor que deveriam ter apresentado. Como é o caso do potássio, que deveria ter mostrado uma cor violeta, enquanto que nós registamos uma coloração verde. Achamos que isto deve-se ao facto de a cor do potássio se extinguir rapidamente neste tipo de teste. Para resolver este problema deveríamos ter usado o vidro de cobalto, pois ele iria absorver a luz amarela do sódio e iríamos poder ver então a cor do potássio.

Consideramos ainda que se os sais tivessem possuído interferentes os espectros poderiam conter riscas de outras cores e isso pode explicar o facto de não obtermos a cor que deveríamos adquirir. Daí a importância da realização do teste em branco.

Questão-problema:

A que se deve a cor do fogo de artificio?

Quando os fabricantes desejam produzir fogos de artifício coloridos, misturam à pólvora compostos de certos elementos químicos apropriados, utilizam sais de diferentes metais na mistura explosiva (pólvora) para que, produzam cores diferentes.

Para se obter a cor amarela, por exemplo, adicionam sódio (Na), para conseguir o vermelho-carmim, colocam estrôncio (Sr). Quando querem o azul-esverdeado, utilizam cobre (**). Se desejarem o verde, empregam o bário (Ba), se quiserem a cor violeta, usam o potássio (K) e para o vermelho podem utilizar o cálcio (Ca). Na hora em que a pólvora explode, a energia produzida excita os electrões desses átomos, ou seja, os eletrões "saltam" de níveis de menor energia (mais próximos do núcleo) para níveis de maior energia (mais distantes). Quando retornam aos níveis de menor energia, liberam a energia que absorveram, na forma de luz colorida.

Questões pré-laboratoriais:

Como podemos obter experimentalmente o espectro de emissão característico de um dado elemento químico?

O olho humano não recebe todas as ondas electromagnéticas, mas somente aquelas cujo comprimento de onda são chamadas de luz visível. Devido à peculiaridade da visão, a cada comprimento de onda é associada uma cor.

A análise qualitativa do feixe luminoso da fonte emissora consiste em separar e identificar as diversas ondas que compõe a luz. Através do espectroscópio podemos separar os diferentes comprimentos de onda. Pelo fenómeno ondulatório sabe-se que se a luz se propagar de um meio para outro refracta, sofrendo um desvio na sua trajectória que varia de acordo com o comprimento de onda.

Sais do mesmo metal darão cor identica à chama?

Sim, uma vez que são do mesmo metal.

Será necessário proceder a algum ensaio em branco?

Pensamos que não, embora que, com o ensaio em branco podessemos obter resultados mais precisos. De qualquer forma, se não o efectuarmos, achamos que não irá alterar muito o resultado final, uma vez que o que se pretende com o ensaio em branco é que ele não apresente nenhuma coloração.

Questões pós-laboratoriais:

Qual a finalidade do primeiro ponto do procedimento no ensaio à chama?

O primeiro ponto do procedimento (inserir a ansa de inoculação com anel niquel/crómio na zona mais quente da chama), é para fazer uma espécie de limpeza à ansa, para não indeduzir em erro a cor da outra substância. É uma especie de ensaio em brancoonde se pretende que a ansa não apresente qualquer coloraçao.

Por que razão é necessário proceder a um aquecimento do composto numa chama?

Porque quando uma substância é aquecida a altas temperaturas emite luz, onde as cores dependerão da substância aquecida.

Quais as limitações do uso do ensaio à chama para o fim em vista?

O facto de o olho humano ser falível pode coduzir a que se interprete mal a cor apresentada, e como a coloração de cada uma das substâncias é de curta duração, por vezes é difícil de tirar uma conclusão.

Qual(ais) a(s) relação(ões) das cores da chama após a adição do sal e dos espectros atómicos dos elementos respectivos?

Quando se leva à chama a substância a analisar, esta vai mudar de cor. A luz é o único tipo de radiação visível que o olho humano consegue detectar, mas, possivelmente as substâncias emitem outras cores, embora sejam constituídas por radiações invisíveis aos humanos. Portanto, a cor de uma substância ao ser aquecida resulta da alteração das radiações que ela emite, ou seja, da alteração do seu espectro de emissão.

Por que razão cada metal emite uma cor diferente?

Porque cada metal tem um espectro constituído por um conjunto de riscas coloridas bem individualizadas e não se obtêm espectros iguais de substâncias diferentes, logo cada elemento apresenta um determinado espectro que lhe é característico.

Portanto o espectro de emissão de cada metal é uma especie de “impressão digital” podendo ser utilizado para identificar os respectivos elementos em amostras.

Bibliografia:

  • Manual escolar (Barros, Aquiles Araújo; Rodrigues, Carla; Miguelote, Lúcia; Química 10/11 caderno de laboratório; Areal editores; Porto, 2007);
  • Caderno de apontamentos CFQ;
  • http://ensinofisicaquimica.blogspot.com/2007/05/ensaio-de-chama.html (data de acesso: 24/02/09);
  • http://www.educacao.te.pt/jovem/index.jsp?p=117&idArtigo=5244 (data de acesso: 24/02/09).



51 Visualizações 23/10/2019