A.L. 1.2 ANALISE ELEMENTAR POR VIA SECA

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1 A.L. 1.2 ANALISE ELEMENTAR POR VIA SECA QUÍMICA 10.ºANO QUESTÃO-PROBLEMA A que será devida a cor do fogo de artifício? Sais da mesma cor darão cor idêntica a uma chama? Com esta actividade experimental pretende-se realizar uma análise química qualitativa, analise elementar por via seca, denominada também por teste de chama. Para além da discussão sobre as limitações do teste de chama na análise qualitativa dos elementos nos sais respectivos e de proporcionar uma reflexão entre a relação dos conceitos teóricos da estrutura da matéria com os comportamentos das substâncias, esta actividade proporciona a oportunidade de se observar espectros atómicos descontínuos e estabelecer a sua relação com a quantização da energia dos electrões nos átomos. PREPARAÇÃO PRÉVIA Para compreender devidamente a actividade experimental é importante que os alunos tenham presente que os átomos excitados de um dado elemento, ao deixar o estado de excitação, emitem radiações características desse elemento, dando origem a um espectro de riscas. É importante também que saibam relacionar o método de análise espectral com a composição química qualitativa de uma dada substância, em particular identificar a presença de um dado elemento numa amostra, através da coloração exibida por uma chama quando nela se coloca essa amostra, e interpretar espectros atómicos simples recorrendo a fundamentos do modelo da distribuição electrónica dos átomos. 1

2 TRABALHO LABORATORIAL MATERIAL (POR TURNO) Material Ansa de inoculação com fio de platina (ou crómioníquel) Quantidades 1 por amostra ou 1 por grupo Bico de Bunsen 4 Cadinho Espátulas 1 por amostra 1 por amostra Espectroscópio de bolso 4 Vidro de relógio 1 por amostra para cada grupo REAGENTES (POR TURNO) Sais Cloreto de sódio Cloreto de bário Cloreto de cálcio Cloreto de potássio Cloreto de cobre II Cloreto de estrôncio Cloreto de lítio Cloreto de cobre I Nesta actividade em particular foram utilizados como amostras os seguintes sais: A B Cloreto de sódio Cloreto de potássio C Cloreto de estrôncio D Cloreto de cobre II Outros reagentes Solução concentrada de ácido clorídrico 2

3 RISCOS E SEGURANÇA Reagente Frases R Frases S Cloreto de sódio R35 S1/2, S13, S26, S36/37/39, S45 Cloreto de bário R20, R25 S1/2, S45 Cloreto de cálcio R36 S2, S22, S24 Cloreto de potássio Cloreto de cobre II R36/37/38 R22, R36/37/38, R50/53 S20/21, S22, S24/25, S26 S26, S29, S37/39, S57 Cloreto de estrôncio R 22 S24/25 Cloreto de lítio R22, R36/37/38 S26, S36/37/39 Cloreto de cobre I R22, R50/53 (S2), S22, S60, S61 Ácido clorídrico R35, R36/37/38 S1/2, S9, S23, S26, S36/37, S39, S45, S60 PROCEDIMENTOS 1 1. Obscurecer o laboratório, acender o bico de Bunsen e regulá-lo para a chama não luminosa (azul). 2. Lavar o fio de platina com a solução ácida e levá-lo à zona menos luminosa da chama do bico de Bunsen. Repetir o procedimento até o fio não provocar nenhuma chama colorida. Se necessário pode lixar-se a ansa. 1 Adaptado de Dantas, M. d., & Ramalho, M. D. (2008). Caderno de actividades laboratoriais, Jogo de Partículas A - Física e Química A - Química - Bloco 1-10.º/11.º ano. Lisboa: Texto Editores, Lda. 3

4 3. Tocar com a ponta do fio, que foi lavada, na amostra a analisar e levá-la à parte menos visível da chama do bico de Bunsen. 4. Registar a cor da chama. 5. Utilizando o espectroscópio de bolso, tentar observar a chama a fim de ver os espectros de riscas. 6. Repetir os passos 2 a 5 para as várias amostras. REGISTO DE DADOS A Laranja C Vermelho B Branco D Verde 4

5 DISCUSSÃO DOS RESULTADOS Por análise da cor das chamas os alunos, os alunos conseguiram identificar os catiões presentes nas amostras. A B Sódio Potássio C Estrôncio D Cobre Para orientação do discussão de resultados, os alunos podem responder à questão-problema e reflectir ainda sobre quais as limitações do uso do teste de chama para o fim em vista. No que respeita à questão-problema, as diferentes colorações do fogo-de-artifício (fenómeno artificial), e também das auroras boreais (fenómeno natural), podem ser explicadas pelo processo de emissão de radiação na zona do visível, por átomos ou iões previamente excitados. Observa-se também que a cor da chama está associada à presença de elementos químicos metálicos presentes em sais, pelo que foi utilizado o teste de chama para a análise da composição qualitativa de minerais. As principais limitações dos testes de chama é permitirem apenas uma análise qualitativa e identificarem apenas um número reduzido de elementos numa dada amostra. Além disso pode haver interferência na cor da chama devido à existência de vários elementos na amostra. Contudo estes testes permitem uma análise ao nível de microescala e são realizados com equipamento fácil de manusear e económico. 5

6 CONSIDERAÇÕES 1. Evitar usar cloreto de potássio pois a chama branca é difícil de ver. 2. Lavar muito bem a ansa pois à muita facilidade de contaminações. 3. O espectroscópio de bolso muitas vezes não permite uma visualização em condições, como foi o caso nesta actividade. 4. O ácido clorídrico deve estar na hotte dada a libertação de vapores. 5. A utilização do bico de Bunsen requer cuidados de segurança especiais, sendo conveniente que o professor ilustre o modo de proceder e acompanhe de perto os alunos durante a execução. 6. Se possível, deve utilizar-se uma ansa por amostra e não por grupo. Evita-se assim o uso do ácido clorídrico para limpeza do anel eliminandose os riscos inerentes a manipulação do ácido concentrado. 7. Em alternativa aos bicos de Bunsen poder-se-á utilizar bicos de Bunsen adaptadas a minibotijas de gás portáteis. 8. A utilização de sais de cloretos dá melhores resultados, pois como os cloretos são muito voláteis não interferem com a cor do catião. BIBLIOGRAFIA Dantas, M. d., & Ramalho, M. D. (2008). Caderno de actividades laboratoriais, Jogo de Partículas A - Física e Química A - Química - Bloco 1-10.º/11.º ano. Lisboa: Texto Editores, Lda. Dantas, M. d., & Ramalho, M. D. (2008). Jogo de Partículas A - Física e Química A - Química - Bloco 1-10.º/11.º ano. Lisboa: Texto Editores, Lda. Martins, I. P., & al., e. (2001). Programa de Física e Química A, 10º ou 11º anos. Ministério da Educação. 6