Relatório Teste de Chama

ANÁLISE PIROGNÓSTICA - Teste de chama

Giovana S. Conceição1 e Vitória dos Santos Cruz2

1. Universidade Federal de Pelotas, Campus Capão do Leão.
2. Universidade Federal de Pelotas, Campus Capão do Leão.

1. INTRODUÇÃO

A análise da luz emitida ou absorvida por substâncias é um ramo muito importante da química, conhecido como espectroscopia. Veremos como a espectroscopia atômica – a espectroscopia aplicada aos átomos – permitiu que os cientistas propusessem um modelo da estrutura eletrônica dos átomos e o testassem experimentalmente(2).

As propriedades químicas de um átomo são determinadas pela sua estrutura eletrônica, isto é, o número e o arranjo de elétrons em torno do núcleo. Podemos utilizar a estrutura eletrônica de um átomo para obter muitas informações sobre o comportamento químico do elemento correspondente(3).

Quando um átomo passa de um nível energético permitido para o outro, ele deve absorver ou emitir uma quantidade de energia suficiente para levar sua própria energia a este estado final. Quando átomos e moléculas absorvem ou emitem luz ao passarem de um estado de energia para outro, o comprimento de onda da luz está relacionado com as energias de dois estados. O comprimento de onda da luz emitida quando um átomo libera energia é inversamente proporcional à diferença em energia, entre os níveis superiores e inferiores. Se ΔE for grande, λ é pequeno, talvez na região do ultravioleta. Se ΔE é pequeno,  λ é grande, talvez na região do infravermelho(3).

A luz branca é composta de uma mistura de ondas eletromagnéticas de todas as frequências no espectro visível, abrangendo do violeta profundo (aproximadamente 400 nm) para  vermelho profundo (aproximadamente 700 nm)(2).

O teste de chama é um ensaio amplamente utilizado na química analítica que permite detectar a presença de alguns cátions em amostras de compostos, baseando-se no espectro de emissão característico de cada elemento(1).

2. METODOLOGIA

2.1 Materiais e reagentes utilizados no experimento:

• Bico de Bunsen
• Isqueiro
• Fio de Níquel Cromo
• Solução de HCl
• Soluções contendo os elementos Ba, K, Sr, Ca, Li, Na e Cu.

2.2 Método:

Após o bico de Bunsen ter sido aceso, cada solução contendo o elemento de interesse foi coletada individualmente com a utilização do fio de Níquel Cromo. Depois da coleta, o fio contendo o elemento foi posto na chama do bico de Bunsen, a qual emitiu coloração correspondente ao seu elemento químico. Foi feita a lavagem do fio de Níquel Cromo em HCl entre a coleta de uma solução e outra.

3 RESULTADOS E DISCUSSÃO

3.1 Espectros de Emissão:

O teste demonstra que quando um determinado elemento químico é exposto a uma quantidade de energia, parte dos elétrons da camada de valência recebe esta energia e avança para um nível energético mais elevado, alcançando um estado conhecido como “estado excitado”. Os elétrons liberam a energia recebida em forma de radiação. Nesse contexto, cada elemento químico libera radiação em um comprimento de onda característico, visto que a quantidade de energia demandada por um elétron ao ser excitado é diferente para cada elemento, resultando em diferentes colorações(1) (TABELA 1).

TABELA 1: Relação entre elemento químico, cor, comprimento de onda e energia:

                                      TABELAAAAAAAAAAAAAAAAA

Os resultados obtidos pelo experimento confirmam que cada elemento químico tem um conjunto único de níveis de energia, o que resulta em um espectro de emissão ou absorção característico. A teoria do teste realizado baseia-se no modelo atômico Rutherford-Bohr, e que de forma didática exemplifica o que ocorre na prática quando algumas substâncias emitem luz de coloração diferente quando expostas a uma fonte de calor intensa, sendo nesse caso, o teste de chama(1).

3.2 Relação entre energia e comprimento de onda:

A equação que relaciona a energia da radiação emitida com o comprimento de onda é: ΔE = hc/λ, onde ΔE é a diferença de energia entre os dois níveis de energia, h é a constante de Planck, c é a velocidade da luz e λ é o comprimento de onda da radiação. Usando essa equação, é possível calcular o comprimento de onda da radiação emitida por cada elemento químico(3). 

                                CALCULOSSSSSSSSSSSSSSSSSS

Analisando os valores obtidos (TABELA 1), observamos que a variação de energia de cada elemento químico é inversamente proporcional ao comprimento de onda da cor emitida. Dessa forma, os elementos Estrôncio, Cálcio e Lítio possuem menor variação de energia (2,79x10-19 J), uma vez que apresentaram comprimentos de onda próximos (710 nm), já que os mesmos emitiram coloração avermelhada. Por sua vez, o elemento de maior variação de energia (4,78x10-19 J) foi o Potássio, pois emitiu coloração próxima ao roxo e apresentou menor comprimento de onda (415 nm).