EXPERIMENTO I – ESPECTROSCOPIA ELETRÔNICA

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE

CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA

BACHARELADO EM QUÍMICA

QUÍMICA INORGÂNICA EXPERIMENTAL I

EXPERIMENTO I – ESPECTROSCOPIA ELETRÔNICA

NATAL/RN

2016

GRADUANDOS:

CINTHIA CIBELLE DOS SANTOS LIMA

LALYSON MATHEUS LEMOS RODRIGUES DE SOUZA

WESLEY EULÁLIO CABRAL CAVALCANTI

EXPERIMENTO I – ESPECTROSCOPIA ELETRÔNICA

Relatório apresentado ao componente curricular de Química Inorgânica Experimental I do curso de Química Bacharelado da UFRN como parte da obtenção da nota da 1ª unidade.

Professor Doutor, Ótom Anselmo de Oliveira.

          NATAL/RN

          2016

SUMÁRIO

INTRODUÇÃO4

OBJETIVOS5

MATERIAIS E REAGENTES5

PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS6

RESULTADOS E DISCUSSÕES7

CONCLUSÃO9

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS10

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1. INTRODUÇÃO

        Segundo Shriver, Atkins 2003, os métodos de espectroscopia são utilizados para a determinação tanto qualitativa quanto quantitativa de 70 elementos, e podem detectar quantidade de partes por milhão a partes por bilhão e, em alguns casos, concentrações ainda menores.

        Para os átomos e íons em fase gasosa, não há estados de energia vibracional ou rotacional, então significa dizer que somente as transições eletrônicas ocorrem, e assim, os espectros de emissão atômica, de absorção e fluorescência são constituídos por um número limitado de linhas espectrais estreitas. Na espectroscopia de emissão atômica, os átomos em análise são excitados por uma energia externa na forma de calor ou energia elétrica e energia é tipicamente suprida por algum plasma ou por uma chama, uma descarga a baixa pressão ou laser de potência.

        Tomando como exemplo os átomos de sódio, experimentalmente, temos um diagrama parcial de energia para o sódio que apresenta a fonte de três das suas mais destacadas linhas de emissão, com comprimentos de onda correspondentes a 285nm, 330nm, 590nm. Explica-se a emissão desses comprimentos de onda devido à antes da aplicação da fonte de energia externa (chama), os átomos de sódio estão normalmente em seu estado de energia mais baixo ou estado fundamental, e a partir do momento que essa energia externa começa a ser aplicada os átomos de sódio são levados momentaneamente a um estado energia mais alto ou estado excitado.

        No seu estado fundamental, os elétrons da camada de valência do átomo de sódio, estão no orbital 3s, e a partir do fornecimento de energia externa há uma promoção dos elétrons mais externos dos seus orbitais do estado fundamental para os orbitais excitados 3p, 4s ou 5p, e após alguns nanossegundos, os átomos excitados relaxam para o estado fundamental, fornecendo suas energias como fótons de radiação visível ou ultravioleta. Assim, essa transição para ou de um estado fundamental é denominada de transição de ressonância e a linha espectral resultante é chama linha de ressonância.

        Alternativamente pode-se também caracterizar os átomos de sódio pela espectroscopia de absorção atômica, que está relacionada a utilização de uma fonte externa de radiação eletromagnética de comprimento de onda apropriada, para a absorção dos átomos do sódio e promovê-los a estados excitados. No sódio, a partir desta espectroscopia, a absorção dos comprimentos de onda nos valores de 285nm, 330nm e 590 nm resulta numa excitação do único elétron externo do seu nível no estado fundamental 3s para os orbitais excitados 3p, 4p e 5p.

        Após alguns nanossegundos, os átomos relaxam para o seu estado fundamental transferindo seu excesso de energia para os outros átomos ou moléculas no meio. Os espectros de absorção e de emissão para o sódio são muito simples e consistem em relativamente poucas linhas, porém para os elementos que apresentam muitos elétrons externos que poder ser excitados, os espectros de absorção e de emissão poder ser muito mais complexos.

2. OBJETIVOS

Fazer o teste de chama para identificar, através das diferentes cores de chamas formadas ao aquecer cada amostra, suas respectivas substâncias. 

3. MATERIAIS E REAGENTES 

3.1 MATERIAIS:

- 1 Alça metálica;

- 1 Lamparina a álcool.

3.2 REAGENTES:

- Cloreto de Estanho (SnCl2);

- Cloreto de Bário (BaCl2);

- Cloreto de Potássio (KCl);

- Nitrato de Chumbo (Pb(NO3)2);

- Cloreto de cálcio (CaCl2);

- Cloreto de sódio (NaCl);

- Cloreto de Lítio (LiCl);

- Sulfato de Cobre (CuSO4).

4. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL:

-Limpeza da Alça:

• Mergulhou-se a alça metálica numa solução numa solução de ácido clorídrico (HCl) concentrado;
• Levou-se a alça à chama da lamparina em sua parte externa;
• Repetiu-se o procedimento três vezes antes de começar, e no intervalo de cada teste;

- Mergulhou-se a alça na amostra;

- Colou-se a extremidade da alça com a amostra na chama da lamparina;

-Observou-se as cores das chamas de cada amostra;

- Repetiu-se o procedimento para cada amostra.

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Figura 1: Esquema do teste de chama.

5. RESULTADOS E DISCUSSÕES

         A teoria quântica prevê que cada átomo ou íon possui estados de energia definidos nos quais podem estar vários elétrons. Em seu estado normal ou fundamental, os elétrons têm a energia mais baixa, porém mediante a aplicação de uma energia suficiente, por meios elétricos, térmicos ou outros quaisquer, é possível promover um ou mais de um elétron para um estado mais elevado de energia, mais afastado do núcleo.