sexta-feira, 18 de maio de 2012

TESTE DE CHAMA

1.Introdução teórica


O homem sempre se preocupou em entender o mundo que o rodeia, para responder as suas inquietações tem buscado incansavelmente respostas no mundo físico-químico.
A Química Analítica é a ciência que estuda os princípios e a teoria dos métodos de análise química que nos permitem determinar a composição química das substâncias. Ela divide-se em química analítica qualitativa e química analítica quantitativa.
A química analítica qualitativa é a parte que se preocupa com a identificação dos constituintes de uma amostra, através de procedimentos, como a análise por via seca, caso do teste de chama, analise por via húmida usando a marcha analítica e outros procedimentos.
As análises por via seca constituem os ensaios preliminares por isso são efectuados antes da análise por via húmida, porque dão uma orientação bastante segura acerca da natureza da mostra e o caminho a seguido na pesquisa
Para realizar esses ensaios é necessária a chama de um bico de gás e por isso é importante conhecê-la.
O teste de chama é um procedimento utilizado em Química para detectar a presença de alguns iões metálicos, baseado no espectro de emissão característico para cada elemento.
O teste envolve a introdução da amostra em uma chama e a observação da cor resultante. As amostras geralmente são manuseadas com um fio de platina previamente limpo com ácido clorídrico para retirar resíduos.
O teste de chama baseia-se no facto de que quando certa quantidade de energia é fornecida a um determinado elemento químico (no teste de chama a energia é em forma de calor), alguns electrões da última camada de valência absorvem esta energia passando para um nível de energia mais elevado (estado excitado). Quando esses electrões retornam ao estado fundamental, eles libertam a energia recebida anteriormente em forma de radiação. Cada elemento liberta a radiação em um comprimento de onda característico, pois a quantidade de energia necessária para excitar um electrão é a única para cada elemento. A radiação libertada por alguns elementos possui comprimento de onda na faixa do espectro visível (400 á 800nm), o que torna o olho humano é capaz de observá-las através de cores. Assim, torna-se possível a identificação de certos elementos devido à cor característica que eles emitem quando aquecido numa chama do bico de Bunsen.
A quantidade de elementos detectáveis pelo teste de chama é pequena e existe uma dificuldade em detectar concentrações baixas de alguns elementos, enquanto outros elementos produzem cores muito fortes que tendem a mascarar sinais mais fracos, caso do sódio que 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.

2. Materiais e reagentes

2.1.Materiais:

  • Copos químicos (06);
  • Ansa de platina (03) e;
  • Bico de Bunsen (03).

2.2.Reagentes:

  • Ácido clorídrico concentrado e;
  • Três amostras sólidas desconhecidas a analisarem-se.

3.Procedimentos:

  • Acendeu os Bicos de Bunsen e regulou-se;
  • Efectuou-se a limpeza das ansas de platina por imersão em ácido clorídrico concentrado em um copo químico;
  • Usando a extremidade em O do fio de platina, retirou-se uma porção da solução da amostra A dissolvida em ácido clorídrico concentrado, queimou-se na chama do bico de Bunsen na zona mais quente (zona de fusão) e observou-se a cor da chama;
  • Em seguida mergulhou-se a ansa de platina na solução de ácido clorídrico concentrado, passou-se pela amostra sólida, constituída por cristais brancos e levou-se a chama, tendo em seguida se observado a cor da chama;
  • Repetiu-se o mesmo procedimento para as amostras B, C, D e observou-se as cores características das chamas de cada cristal e sua respectiva solução;
  • No final de cada procedimento registavam-se os resultados numa tabela.

4.Resultados:

Os resultados obtidos estão expressos na tabela a seguir:

 

5. Conclusão

As amostras comportaram-se de maneiras diferentes, uma vez que cada catião metálico emite uma radiação característica, motivo pelo qual observou-se diferente coloração nas chamas das amostras.                                         
A partir das substâncias A, B, C e D que eram desconhecidas, e foi possível a sua identificação mediante o seu comportamento perante o teste das chamas. De acordo com os resultados tabelados, pode concluir-se a existência de catiões do metal Potássio (K+) na amostra A, catiões do metal Cobre (Cu++) na amostra B, catiões do metal Cálcio na amostra C e catiões do metal sódio (Na+) na amostra D.


6.Teste usando pérolas de bórax

No teste usando pérolas de bórax, é usado um fio de platina é semelhante ao usado no teste de chama. A extremidade livre do fio de platina é enrolada como uma pequena alça onde um palito de fósforo comum consiga passar. A alça é aquecida ao rubro na chama do bico de bunsen, e rapidamente mergulhada em bórax (Na2B4O7.10H2O) pulverizado. O sólido aderente é mantido na parte mais quente da chama. O sal incha-se ao perder sua água de cristalização e contrai-se na alça, formando uma pérola incolor e transparente, que se compõe de uma mistura de metaborato de sódio e anidrido bórico.
Na2B4O7         2NaBO2 + B2O3
A conta é humedecida e mergulhada na substancia finamente pulverizada de modo que uma diminuta quantidade adere a pérola. A pérola e a substancia aderente são aquecidas na chama redutora mais baixa; deixa-se esfriar e observa-se a cor. Elas são então aquecidas na chama oxidante mais baixa; deixa-se esfriar e observa-se a cor outra vez.
As pérolas coloridas características são produzidas com sais de cobre, ferro, crómio, manganês, cobalto e níquel. Após cada teste, a pérola é removida do fio por aquecimento outra vez até a fusão, e então retirada do fio e lançada num recipiente com água. A pérola de bórax constitui também um método excelente para limpar um fio de platina.
As pérolas coloridas de bórax são devidas a formação de boratos coloridos. Assim com os sais de cobre na chama oxidante, temos;
Na2B4O7         2NaBO2 + B2O3
CuO + B2O3         Cu(BO2)2   metaborato de cobre (II)
Também pode ocorrer a seguinte reacção:
CuO + NaBO2         NaCuBO3   ortoborato
Na chama redutora duas reacções podem ocorrer: o sal de cobre (II) colorido é reduzido a metaborato de cobre (I) incolor:
2Cu(BO2)2 + 2NaBO2 + C          2CuBO2 + Na2BO7 + CO
E o borato de cobre (II) é reduzido a cobre metálico, de tal modo que a pérola aparece vermelha e opaca:
2Cu(BO2)2 + 2NaBO2 + 2C          2Cu + Na2B4O7 + CO2

7. Teste usando pérolas de fosfato

A pérola é produzida do mesmo modo que a de bórax, excepto que é usado sal microcósmico Na(NH4)HPO4.H2O. as pérolas transparentes incolores contem o metafosfato de sódio:
Na(NH4)HPO4          NaPO3 + H2O    + NH3
Este se combina com óxidos metálicos, formando ortofosfatos, que são coloridos. Uma pérola azul de fosfato é com sais de cobalto:
NaPO3 + CoO       NaCoPO4.
Em geral, as pérolas de bórax são mais viscosas que as de fosfato, pois elas aderem melhor a alça de platina. As cores de fosfatos, semelhantes as das pérolas de bórax, são geralmente mais pronunciadas.




























Referências bibliográficas:

CUMBANA, Arnaldo A., Textos de Apoio de Quimica Analitica 1, 2012;

FARIA, Ana Maria Morais, DOMINGUES, Lidia et all, Quimica 11º ano 1ª ed.Raiz editora, lda,porto, 1995
VOGEL, A.I, Química Analítica Qualitativa. 5.ed. São Paulo: Mestre Jou, 1981.
MATTA, M. H. de R. Apostila de Química Analítica Qualitativa: Práticas em
Laboratório. Mato Grosso do Sul: UFMS, 2008.
No site: http://profs.ccems.pt/PauloPortugal/CFQ/Arquitectura_Universo/Anlise_Eleme
Acesso no dia 02/04/2012.
























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