Teste da chama
O teste de chama ou prova da chama é um procedimento utilizado em
Química para identificar alguns cátions através do fornecimento de energia
calorífica aos respectivos compostos, baseado no espectro de emissão
característico para cada cátion.
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 de analitos
anteriores.
O teste de chama é baseado no fato de que quando uma certa
quantidade de energia é fornecida a um determinado elemento químico (no
caso da chama, energia em forma de calor), alguns elétrons da última camada
de valência absorvem esta energia passando para um nível de energia mais
elevado, produzindo o que chamamos de estado excitado. Quando um desses
elétrons excitados retorna ao estado fundamental, ele libera a energia recebida
anteriormente em forma de radiação. Cada elemento libera a radiação em um
comprimento de onda característico, pois a quantidade de energia necessária
para excitar um elétron é única para cada elemento. A radiação liberada por
alguns elementos possui comprimento de onda na faixa do espectrovisível, ou
seja, o olho humano é capaz de enxergá-las através de cores. Assim, é
possível identificar a presença de certos elementos devido à cor característica
que eles emitem quando aquecidos numa chama.
A temperatura da chama do bico de Bünsen é suficiente para excitar
uma quantidade de elétrons de certos elementos que emitem luz ao retornarem
ao estado fundamental de cor e intensidade, que podem ser detectados com
considerável certeza e sensibilidade através da observação visual da chama.
O teste de chama é 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,
enquanto que outros elementos produzem cores muito fortes que tendem a
mascarar sinais mais fracos.
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 íons
metálicos.
O teste de chama apenas fornece informação qualitativa. Dados
quantitativos, sobre a proporção dos elementos na amostra, podem ser obtidos
por técnicas relacionadas à fotometria de chama ou espectroscopia de
emissão.
APLICAÇÕES DO MODELO DE BOHR
-Teste da chama
Teste da chama com CuSO4: uma das mais importantes propriedades dos elétrons é que suas energias
são "quantizadas",ou seja, um elétron ocupa sempre um nível energético bem definido e não um valor
qualquer de energia. Se no entanto um elétron for submetido a um fonte de enrgia adequada (calor, luz,
etc.), pode sofrer uma mudança de um nível mais baixo para outro de energia mais alto (excitação). O
estado excitado é um estado meta-estável (de curtíssima duração) e, portanto, o elétron retorna
imediatamente ao seu estado fundamental. A energia ganha durante a excitação é então emitida na forma
de radiação visível do espectro eletromagnético que o olho humano é capaz de detectar ou não. Como o
elemento emite uma radiação característica, ela pode ser usada como método analítico
-Fogos de artificio
FOGOS DE ARTIFÍCIO: Os fogos de artifício modernos empregam perclorato, substâncias
orgânicas como amido ou açúcar, produtos do petróleo e pequenas quantidades de metais
para dar cor. O funcionamento fundamenta-se na excitação dos elétrons que, ao retornarem
a sua órbita original, emitem luz com cores diferentes. Aqui, uma exibição de fogos de
artifício na cidade de Nova York.
-Luminosos e lâmpadas (neônio e lâmpadas de vapor de Na ou Hg)
LUMINOSOS: A imagem mostra como brilham as luzes de néon na noite de Las Vegas (EUA). As
lâmpadas de néon são usadas na arte, na publicidade e até em balizas de aviação. Para
fabricá-las, enche-se com gás néon, a baixa pressão, tubos de vidro dos quais todo o ar foi
retirado. Ao aplicar eletricidade, uma corrente flui através do gás entre os dois eletrodos
fechados dentro do tubo. O néon forma uma banda luminosa entre os dois eletrodos. (Neônio
– luz vermelha, Argônio – luz azul, Neônio + gás carbônico – luz violeta).
-Fluorescência e Fosforescência: Luminescência é a emissão de luz causada por
certos materiais que absorvem energia e podem emiti-la em forma de luz visível. Se
o intervalo entre absorção e emissão é curto (ocorre imediatamente), o processo se
denomina fluorescência; quando o intervalo é longo (ocorre em alguns segundos ou
algumas horas), fosforescência. As telas das televisões são recobertas por materiais
fluorescentes, que brilham ao serem estimulados por um raio catódico. A
fotoluminescência se produz quando determinados materiais são irradiados com luz
visível ou ultravioleta.
Fluorescência se define como as propriedades das substâncias de adquirirem luminescência ao serem
submetidas aos raios ultravioletas, ou seja, quando são iluminadas.
O melhor exemplo prático da aplicação da fluorescência é a sinalização de trânsito, você já reparou que
nas rodovias existem placas que se iluminam quando os faróis do carro vão de encontro a elas. Este
efeito permite visualizarmos o que está escrito nas placas, imagine se não existisse esta propriedade?
Como as placas seriam lidas à noite? Mas quais substâncias são responsáveis por este fenômeno
químico? O Tetracianoplatinato de Bário e Sulfeto de Zinco (ZnS). A excitação dos elétrons produz
energia capaz de gerar luz.
Os interruptores feitos com material fosforescente são visíveis no escuro graças ao retorno
gradual dos elétrons excitados.
Fosforescência é observada quando uma substância possui luminescência própria, por exemplo, os
mostradores de relógio
-Raio Laser
O raio laser é um tipo de radiação eletromagnética visível ao olho humano. O laser hoje é muito
aplicado como, por exemplo, nas cirurgias médicas, em pesquisas científicas, na holografia, nos leitores
de CD e DVD como também no laser pointer utilizado para apresentação de slides. Na indústria o laser
de dióxido de carbono tem sido muito utilizado, pois possibilita um processo rápido de corte e solda de
materiais
-Bioluminescência: a luz dos vaga-lumes.
O vaga-lume é um inseto coleóptero que possui emissões luminosas devido aos órgãos fosforescentes
localizados na parte inferior do abdômen. Essas emissões luminosas são chamadas de bioluminescência
e acontecem devido a reações químicas onde a luciferina é oxidada pelo oxigênio nuclear produzindo
oxiluciferina que perde energia fazendo com que o inseto emita luz. Na reação química, cerca de 95%
aproximadamente da energia produzida transforma-se em luz e somente 5% aproximadamente se
transforma em calor. O tecido que emite a luz é ligado na traquéia e no cérebro dando ao inseto total
controle sobre sua luz.
Anote o nome da substância, a sua fórmula, a coloração metal na chama e o
cátion correspondente no quadro a seguir:
Nome
Fórmula
Cor da chama
Cátion
02. Explique o mecanismo de emissão de luz pelo material aquecido na chama
(use a teoria de Bohr)
03. Porque os elementos químicos emitem um espectro descontínuo e não um
espectro contínuo ao serem aquecidos?
04. Consultando a tabela anterior, determine qual elemento sofre transição
eletrônica mais energética e qual sofre a menos energética. Justifique:
Cátion
Lítio
Sódio
Potássio
Bário
Cálcio
Cobre
Linhas Espectrais (comprimento de
onda em nm)
680,8
589,6 e 589,0
410,9 e 408,5
535,5
665,4
468,5