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SERVIÇO SOCIAL DA INDÚSTRIA
CAT ROBERTO SIMONSEN – CENTRO EDUCACIONAL
TESTE DA CHAMA
ESTUDANTE: Náyra Cristina Alves Batista N°23 1°ano do Ensino Médio D DISCLIPLINA: Química PROFESSOR: Rogério Maciel São Paulo, 28 de agosto de 2018
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SUMÁRIO
1. Objetivos ... 5
2. Introdução ... 5
3. Metodologia ... 7
3.1.
Materiais ... 7
3.2.
Reagentes ... 7
3.3.
Procedimentos ... 7
3.4.
Observações ... 8
4. Questões ... 9
5. Conclusão (considerações finais) ... 11
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1. OBJETIVOS
• Identificar, por meio da cor produzida na chama, alguns cátions;
• Reconhecer e determinar o fenômeno de emissão luminosa por excitação e correlacionar com o Modelo Atômico de Bohr;
• Aplicar o conceito de distribuição eletrônica dos elementos.
2. INTRODUÇÃO
O Modelo Atômico de Bohr apresenta o aspecto de órbitas onde existem elétrons e, no seu centro, um pequeno núcleo.
.
O físico dinamarquês Niels Henry David Bohr (1885-1962) deu continuidade ao trabalho desenvolvido com Rutherford. Ele preencheu a lacuna que existia na teoria atômica proposta por Rutherford.
Por esse motivo, o átomo de Bohr pode também ser chamado de Modelo Atômico de Rutherford – Bohr.
Niels havia conhecido Rutherford no laboratório da Universidade de Cambridge e foi levado por ele à Universidade de Manchester onde passaram a trabalhar em conjunto. Bohr conseguiu explicar como se comportava o átomo de hidrogênio, o que não era possível mediante a teoria atômica de Rutherford.
Mas, embora tenha aperfeiçoado o modelo atômico de Rutherford, o modelo de Bohr ainda não é perfeito, uma vez que continuam havendo lacunas por explicar.
Em 1913 Bohr promoveu experimentos que mostravam essas falhas e propunha um novo modelo.
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Se o modelo proposto de Rutherford estivesse correto, ao serem acelerados, os elétrons emitiriam ondas eletromagnéticas. Na sequência, essas partículas perderiam energia e consequentemente colidiriam com o núcleo atômico.
O que acontece, na verdade, é que o elétron emite energia. Quanto maior a sua energia, mais afastado ele fica do núcleo do átomo.
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3. METODOLOGIA
3.1 MATERIAIS / 3.2 REAGENTES
o Solução de cloreto de potássio, o Solução de cloreto de sódio, o Solução de cloreto de cálcio, o Solução de cloreto de lítio, o Solução de cloreto de bário o Solução de sulfato de cobre; o fios de níquel – cromo; o Pinça de madeira
o 6 tubos de ensaio e estante para tubos de ensaio; o Béquer 100 mL
o Solução de HCl concentrado 1mol/L; o Bico de Bunsen ou lamparina com álcool.
3.3 PROCEDIMENTOS
1º. Passo: Prepare as soluções nos tubos de ensaio na ordem de Potássio (K), Sódio
(Na), Cálcio (Ca), Lítio (Li), Bário (Ba) e Cobre (Cu);
2º. Passo: Acenda a lamparina e observe a cor da chama (se for utilizar o bico de
Bunsen calibre a entrada de ar para obter uma chama azulada quase transparente);
3º. Passo: Limpe os fios metálicos que serão utilizados no experimento, mergulhando
os em solução de HCl concentrado, previamente colocada no béquer, e em seguida, aquecendo-os em rubro na chama do fogo. Esse processo deve ser repetido até que a chama não altere sua coloração;
4º. Passo: Mergulhe o fio limpo na solução contida no tubo 1 em estudo e leve até a
chama. Observe a coloração da chama;
5º. Passo: Mergulhe novamente o fio no ácido aquecendo na chama para limpá-lo.
Mergulhe na solução do tubo 2 e verifique a cor. Repita esses processos até o tubo nº6.
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Logo após acendermos o fogo e limparmos a metal, mergulhamos o metal no tubo de ensaio que continha o potássio. E assim como nos foi instruído colocamos o metal em contato com o fogo. Nesse momento o fogo mudou de cor e pudemos observar a cor roxa.
Assim fizemos com todos as outras substâncias dos tubos de ensaio. Sem esquecer que lavávamos o metal para que as matérias não se misturassem, provocando um problema no resultado.
Depois disso, confeccionamos uma tabela, na qual representamos os elementos químicos com as cores que fizeram a chama ficar. A tabela é a seguinte:
TUBO CÁTION
COR DA CHAMA
1
Potássio K
+Roxo
2
Sódio Na
+Laranja
3
Cálcio Ca
2+Vermelho tijolo
4
Lítio Li
+Vermelho carmim
5
Bário Ba
2+Amarelo
6
Cobre Cu
2+Azul esverdeado
Com esse resultado em mãos, procuramos entender os motivos pelos quais a chama muda de coloração. E depois de algumas pesquisas entendemos que cada cor observada é característica do elemento presente na substância aquecida, isto é, cada átomo forma um diferente elemento, ao qual possui seus elétrons nas camadas eletrônicas de forma bem definida.
E que quando aquecemos o metal o que ocorre é que o elétron absorve a energia calorífica da chama e salta para uma órbita mais distante do núcleo. Sendo que as órbitas mais distantes sempre abrigam elétrons com mais energia. A isso denomina-se salto quântico, e ocorre quando está em estado excitado. No entanto, este processo é bem curto de modo que o elétron é obrigado a voltar. E nessa mudança ele libera a energia que recebeu. O elétron solta a energia em forma de luz visível e esta é a cor que vemos na chama.
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4. QUESTÕES:
1) O teste de chama é uma técnica utilizada para a identificação de certos átomos ou
íons presentes em substâncias. Nesse teste, um fio metálico é impregnado com a substância a ser analisada e, em seguida, é colocado numa chama pouco luminosa, que pode assumir a cor característica de algum elemento presente nessa substância. Este quadro indica os resultados de testes de chama, realizados num laboratório, com quatro substâncias:
Substância Cor da Chama
HCl
Não se observa corCaCl
2 Vermelho tijolo (ou alaranjado)SrCl
2 VermelhoBaCl
2 Verde-amareladoa) Indique, em cada caso, o elemento responsável pela cor observada:
Vermelho tijolo (ou alaranjado) Cloreto de cálcio
Vermelho Cloreto de Estrôncio
Verde-amarelado Cloreto de Bário
A cor vermelho tijolo (ou alaranjado) é causada pelo cálcio, vermelho causada pelo estrôncio, tal qual o bário pelo verde-amarelado.
b) Utilizando um modelo atômico em que os elétrons estão em níveis
quantizados de energia, explique como um átomo emite luz no teste de chama.
Quando o átomo ganha energia os elétrons dão saltos quânticos subindo de nível e ao voltarem ao nível normal perdem a energia que conseguiram e essa energia vira luz visível, a qual podemos observar quando fazemos a experiência do teste da chama. Cada átomopossui uma cor, porque cada um tem seus elétrons organizados de certo modo na eletrosfera.
2) (UFRN-RN) As cores de luz exibidas na queima de fogos de artifício dependem de
certas substâncias utilizadas na sua fabricação. Sabe-se que a frequência da luz emitida pela combustão do níquel é 6,0×1014 Hz e que a velocidade da luz é 3×108 m.s-1.
Com base nesses dados e no espectro visível fornecido pela figura a seguir, assinale a opção correspondente à cor da luz dos fogos de artifício que contêm compostos de níquel.
a) vermelha b) violeta c) laranja d) verde
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λ = (3 × 10⁸ m/s) ÷ (6 × 10¹⁴ s⁻¹)
λ = 5 × 10⁻⁷ m
500 nm = 500 × 10⁻⁹m = 5 × 10⁻⁷m
5 × 10⁻⁷ m = 500 nm
No espectro eletromagnético, um comprimento de onda de 500 nm se situa entre a região da cor verde (≈ 500 - 565 nm). Portanto a resposta é a alternativa D.
3) Faça a distribuição eletrônica para os íons analisados durante o teste da chama:
(Consulte a tabela preenchida durante os procedimentos)
K18 =1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6. Na10 = 1s², 2s², 2p6. Ca18= 1s², 2s², 2p6, 3s², 3p6. Li2 = 1s². Ba54 = 1s², 2s², 2p6, 3s², 3p6, 4s², 3d10, 4p6, 5s², 4d10, 5p6. Cu27 = 1s², 2s², 2p6, 3s², 3p6, 4s², 3d7.
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5. CONCLUSÃO
O teste de chama é uma experiência usada para detectar íons metálicos, baseado na cor que ele libera em uma chama durante o procedimento, ele pode ser utilizado em
experimentos básicos e até avançados.
Nele utilizamos um metal, no qual impregna-se uma substância e se expõe a uma chama, com isso podemos perceber, a mudança da cor da chama. Causado por um fenômeno chamado salto quântico, no qual o elétron sai de uma órbita mais próxima do núcleo e vai para uma mais afastada, isso acontece porque quando ele recebe a energia fica em estado excitado, levando-o a saltar para uma órbita onde se encontram elétrons com mais energia. No entanto, este processo não é estável, e o elétron volta para uma órbita mais próximo do núcleo, nessa volta acaba liberando a energia, que é solta em forma de luz visível.
A luz é transmitida em ondas eletromagnéticas, conforme seu espectro diferenciam-se as cores. As cores de cada substância variam, porque cada átomo possui uma organização de elétrons em suas camadas eletrônicas.
Isso é de extrema importância, já que com isso a ciência deu mais um passo, observando que cada átomo tem sua cor especifica, e que com esse aprendizado observamos coisas de nosso cotidiano, que parecem ser novas, mesmo nos deparando com elas todos os dias. Como luzes que normalmente possuem cores muito fortes e características, agora podemos especular que provavelmente há elementos, como os que estudamos nessa experiência em sua composição.
Permitindo nos refletir mais sobre o mundo no qual vivemos, ligando conceitos escolares a nossa vida, entendendo a importância da química para a humanidade como um todo e além de tudo saber que a química está em tudo que conhecemos, e assim levamos aprendizados da escola para fora desta, assim como levamos para nossas vidas.
Portanto, posso afirmar que os objetivos deste trabalho foram alcançados com êxito, já que pude identificar a cor de cada cátion apresentado. Entender os motivos pelos quais a chama, um dos instrumentos principais da experiência, mudou de cor com o decorrer do processo, ligando-a ao modelo atômico de Niels Henrik David Bohr e aplicar o conceito de distribuição eletrônica dos elementos. Além das pesquisas e conversas realizadas com meu grupo durante o experimento, aprendizados quanto a trabalho em conjunto e aplicação dos conceitos da atividade fora de uma sala de aula.
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https://www.ptable.com/?lang=pt - último acesso em 25/08/2018
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acesso em 25/08/2018
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