relatorio de quimica2

5/26/2018 Relatorio de Quimica2

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FACULDADE METROPOLITANA DE CAMAARI

ENGENHARIA DE PRODUO

TESTE DE CHAMA E REATIVIDADE DOS METAIS

Jos Policarpo Neto

Lucas AlvesRodrigo Almeida

Simone dos Santos

Vitor Moreno

Camaari-Ba2014.1


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FACULDADE METROPOLITANA DE CAMAARI

ENGENHARIA DE PRODUO

TESTE DE CHAMA E REATIVIDADE DOS METAIS

Este relatrio atende as exigncias daDisciplina Qumica Geral ministrada pelodocente Fabiano Ferreira de Medeiroscomo requisito parcial para obteno danota da unidade II do 3 semestre docurso de Engenharia de Produo pelaFaculdade Metropolitana de Camaari-FAMEC.

CamaariBa

2014.1


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Sumrio

Introduo: Teste de

chama......................................................................................03

Objetivo do experimento teste de

chama.........................................................................04

Materiais e reagentes usados no teste de chama

....................................................04

Metodologia usada para realizar o teste dechama...................................................05

Resultados e discusses do teste de chama............................................................05

Questionrio...................................................................................................07

Concluso para o experimente teste de

chama.........................................................08

Introduo: Reatividade dos Metais..........................................................................09

Metais.......................................................................................................................

09

Materiais, equipamento e reagentes usados durante o experimento de reatividade

dos metais.................................................................................................................10

Objetivo do experimento reatividade dos

metais.......................................................10

Metodologia do experimento reatividade dos

metais.................................................11

Resultados e discurses: experimento reatividade dos

metais.................................12

Reao dos metais em soluo de gua com fenolftalena...........................12

Reao dos metais em soluo com o HCl

10%............................................13

Reao do Cobre em soluo ao utilizar-se

HNO3.........................................14

Questionrio...................................................................................................16

Concluso para o experimento reatividade dos


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metais.............................................17

Referncias...............................................................................................................18

Introduo: Teste de chama

O teste de chama ou prova da chama um procedimento utilizado em

Qumica para detectar a presena de alguns ons metlicos, baseado no espectro de

emisso caracterstico para cada elemento.

O teste de chama baseado no fato de que quando uma certaquantidade de energia fornecida a um determinado elemento qumico, alguns

eltrons da ltima camada de valncia absorvem esta energia passando para um

nvel de energia mais elevado, produzindo o estado excitado. Quando um desses

eltrons excitados retorna ao estado fundamental, ele libera a energia recebida

anteriormente em forma de radiao. Cada elemento libera a radiao em um

comprimento de onda caracterstico, pois a quantidade de energia necessria para

excitar um eltron nica para cada elemento. A radiao liberada por algunselementos possui comprimento de onda na faixa do espectro visvel, ou seja, o olho

humano capaz de enxerg-las atravs de cores. Assim, possvel identificar a

presena de certos elementos devido cor caracterstica que eles emitem quando

aquecidos numa chama.

A temperatura da chama do bico de Bnsen suficiente para excitar

uma quantidade de eltrons de certos elementos que emitem luz ao retornarem ao

estado fundamental de cor e intensidade, que podem ser detectados com

considervel certeza e sensibilidade atravs da observao visual da chama.


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O teste de chama rpido e fcil de ser feito, e no requer nenhum

equipamento que no seja encontrado normalmente num laboratrio de qumica.

Porm, a quantidade de elementos detectveis pequena e existe uma dificuldade

em detectar concentraes baixas de alguns elementos, enquanto que outros

elementos produzem cores muito fortes que tendem a mascarar sinais mais fracos.

Em meados do sculo XVIII comearam os estudos sistemticos de

identificao de compostos pelo uso de chamas, conduzidos mais ou menos de

modo simultneo por vrios pesquisadores. Thomas Melvill (1726-1753) observou,

em 1752, o espectro de linhas brilhantes emitido por chamas contendo sais

metlicos.

Objetivo do experimento teste de chama

Observar a cor da chama associada presena de elementos qumicosmetlicos presentes em sais e a partir da cor da chama associada aos sais

determinar o comprimento de onda.

Materiais e reagentes usados no teste de chama

Bquer; Vareta com a ponta de platina curva;

Bico de Bunsen (lamparina com etanol);

Isqueiro;

Soluo de cido clordrico (HCl) 10%;

Cloreto de sdio (NaCl);

Cloreto de cobre II (CuCl2);

Cloreto de potssio (KCl);

Cloreto de clcio (CaCl2);

Estroncianita (SrCO3);


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Cloreto de Cobalto (CoCl2);

Carbonato de Ltio (LiCO3)

Metodologia usada para realizar o teste de chama

Colocou-se uma pequena quantidade da soluo de HCl dentro do

bquer para que pudesse ser feita a limpeza do fio de platina.

O fio de patina foi mergulhado na soluo de HCl e levado a chama do

bico de Bunsen para serem retiradas as impurezas nele contidas.A vareta com a ponta de platina curva foi introduzida no vidro contendo

o NaCl para coletar um poro do composto. Em seguida a vareta contendo o

composto na ponta de platina curva foi submetido ao aquecimento na chama do bico

de Bunsen.

A cor observada durante a queima do composto foi anotada na tabela

1.

Logo aps foi efetuada a limpeza do fio de platina, mergulhando-o nasoluo de HCl e levando o em seguida a chama.

Este procedimento foi repetido com todos os demais sais (CuCl2, KCl,

CaCl2, SrCO3, CoCl2 e LiCO3), observando-se e anotando na tabela 1 a colorao

da chama emitida por cada um dos sais testados.

Resultados e discusses do teste de chama

Materiais e Reagentes usados no teste de chama.Fonte: Prpria


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A tabela 1 contm separadamente as informaes com o metal

presente nos sais, a cor observada durante a queima do composto e o comprimento

de onda tendo como referncia a cor da chama.

Tabela 1: Determinao das cores a partir dos sais e comprimento de onda.

Sal ou carbonato analisadoMetal

presenteCor da Chama

Comprimentode onda emrelao a cor

(nm)Cloreto de sdio (NaCl) Sdio (Na) Amarelo Intenso 580 nm

Cloreto de cobre II (CuCl2) Cobre (Cu) Verde Claro 530 nm

Cloreto de potssio (KCl) Potssio (K) Lilas (Violeta) 420 nm

Cloreto de clcio (CaCl2) Clcio (Ca) Vermelho 700 nm

Estroncianita (SrCO3) Estrncio (Sr) Amarelo 580 nm

Cloreto de Cobalto (CoCl2) Cobalto (Co) Azul Escuro 470 nm

Carbonato de Ltio (LiCO3) Ltio (Li) Vermelho 700 nm

Na tabela 2 esto relacionadas as cores da radiao eletromagntica

emitida por cada elementos utilizados no teste de chama:Tabela2: Cores da radiao emitida pelos elementos usados no teste de chama.

Elemento Cor da luz emitida encontradas na literatura

Sdio Amarelo

Cobre Verde

Potssio Violeta

Clcio Laranja

Estrncio VermelhoCobalto Azul

Ltio Vermelho

Comparando as cores encontradas na literatura com as cores

observadas experimentalmente tem-se a tabela 3:

Tabela 3: cores observadas na literatura e cores observadas no teste

de chama.

Sal ou carbonatoCor na literaturaCor observada


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analisado

NaCl Amarelo Amarelo Intenso

CuCl2 Verde Verde Claro

KCl Violeta Lils (Violeta)

CaCl2 Laranja Vermelho

SrCO3 Vermelho Amarelo

CoCl2 Azul Azul Escuro

LiCO3 Vermelho Vermelho

Pode-se observar que algumas cores observadas no condizem com a

literatura. Assim, surgem algumas diferentes hipteses para a margem de erro,

como:

Observou-se que o CaCl2 e o SrCO3 quando levado a chama durante o

experimento apresentaram respectivamente as cores Vermelho e Amarelo.

Inicialmente pensamos que o fio de platina poderia estar contaminado. Ento,

mergulhou-se o fio no cido clordrico e levou-se a chama, mas percebeu-se

que o fio estava limpo. A partir da pode-se concluir que o sal ou carbonato

pode emitir dois comprimentos de onda diferentes, ou seja, porque tem mais

orbitais e mais nmeros de eltrons, consequentemente, mais nveis

energticos e por isso duas cores.

Alguns dos testes de chama realizados no foram bem explcitos por duas

possveis razes: a cor da chama de lcool pde ter-se sobreposto cor da

chama do composto, ou a energia fornecida pela combusto do etanol no foi

suficiente para excitar os ons metlicos.

Questionrio

a) Qual o princpio do teste da Chama?

O teste de chama se baseia no princpio de nveis de energia atmica.Todo tomo tem diversos nveis de energia atmica (K L M N O P Q),ocupados ou no por eltrons. Quando se d energia a este tomo

(colocamos na chama), os eltrons na ltima camada de energia seroexcitados e subiro um nvel de energia. Esta subida de nvel um eventoque dura pouqussimo tempo, ento rapidamente ele decai ao nvel de


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energia em que se encontrava antes. Ao ocorrer esse decaimento, ele emiteum comprimento de onda para equivaler no balano de energia.Dependendodo tomo analisado, esse comprimento de onda pode estar dentro doespectro visvel e ser observada a mudana de colorao de chama.

b) O teste da chama pode ser aplicado a todos os metais?

A nvel visual no, pois somente para alguns metais a energia emitida

sob a forma de luz visvel, ou seja, dentro da regio visvel do espectro

eletromagntico, provocando o aparecimento de cores caractersticas na

chama, colorao esta especfica para cada elemento. Mas quando se usa

aparelhos, espectrofotmetros, todos os metais podem ser analisados.

c) O que difere "espectro eletromagntico" e "espectro atmico"?O espectro eletromagntico definido como sendo o intervalo que contm

todas as radiaes eletromagnticas que vai desde as ondas de rdio at os

raios gama.

Espectro atmico - Espectro de riscas produzido quando tomos emitem

radiaes.

A primeira evidncia experimental significativa sobre espectros atmicos

estava contida na descoberta feita por Fraunhofer em 1814, de uma srie de

linhas escuras no espectro solar (``raias de Fraunhofer'').

Concluso para o experimente teste de chama

Atravs do teste de chama pode-se comprovar a origem das cores e

associa-las com a presena de metais nos sais testados com a estrutura eletrnica

dos tomos. Com a energia liberada na combusto, os eltrons externos dos tomos

dos metais so promovidos a estados excitados e, ao retornarem ao seu estado

eletrnico iniciais, liberam a energia excedente na forma de luz. A cor, comprimento

de onda, da luz depende da estrutura eletrnica do tomo.


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Introduo: Reatividade dos Metais

Os metais que tm maior tendncia de ceder eltrons so mais reativos

e aparecem no incio da fila de reatividade dos metais. Os metais menos reativos,

com menor tendncia de ceder, aparecem no final da fila. Os metais reativos doam

eltrons para os menos reativos espontaneamente, estabelecendo assim, as

reaes espontneas. Quando ocorre o inverso, ou seja, um metal menos reativocede eltrons para um metal mais reativo, constitui-se uma reao no espontnea.

Podemos organizar os metais numa fila de reatividade ou menor nobreza onde os

mais reativos aparecem no lado direito e os mais nobres no esquerdo, a srie ou fila

de reatividade tambm organiza os elementos com sua capacidade de se oxidar,

quanto mais reativo maior sua capacidade de oxidar-se.

Metais


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Em geral, os metais, sobretudo os alcalinos e alcalinos terrosos so os

elementos cujos eltrons exigem menor energia para serem excitados. Os

elementos da famlia dos metais alcalinos so bastante reativos, vidos por uma

ligao em busca de estabilidade, bons agentes redutores, oxidando-se bem mais

facilmente que outros elementos. Eles apresentam maior tendncia de ceder

eltrons. Os metais reativos doam eltrons para os menos reativos

espontaneamente, estabelecendo assim, as reaes espontneas. Quando ocorre o

inverso, ou seja, um metal menos reativo cede eltrons para um metal mais reativo,

constitui-se uma reao no espontnea.

O sdio metlico em contato com a gua pode liberar uma grande

quantidade de energia em forma de calor. O responsvel por toda chama e barulho

gerado o gs hidrognio, pois ao mesmo tempo em que formado consumido,

pois a energia liberada na reao favorvel para que isso ocorra.

Na(s) + H2O(l) NaOH(aq) + 1/2 H2(g)

Mais reativo (menos nobre)

Cs > Rb > K > Na > Ba > Li > Sr > Ca > Mg > Al > Mn > Zn > Cr > Fe > Co > Ni > Sn

> Pb > H > Sb > Bi > Cu > Hg > Ag > Pd > Pt > Au

Menos reativo (mais nobre).Materiais, equipamento e reagentes usados durante o experimento de

reatividade dos metais

5 tubos de ensaio;

2 cubas de vidro;

gua destilada;

Fenolftalena; Soluo de cido clordrico (HCl) 10%;

1 bquer;

Pina

1 estante para tubos

Pera;

Pipeta graduada;

Equipamento; cido ntrico;

Magnsio;


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Alumnio em p;

Zinco;

Ferro;

Cobre.

Objetivo do experimento reatividade dos metais

Comprovar, experimentalmente, que as reaes de deslocamento que

ocorrem entre metais segundo a fila de reatividade. Verificar a atividade de alguns

metais (Al e Mg).

Metodologia do experimento reatividade dos metais

a) Numa cuba de vidro (placa de petri) colocar gua destilada at a

metade e adicionar de 3 a 5 gotas de fenolftalena (indicador cido-base). Ligao

de Hidrognio.

b) Cuidadosamente, cortar com uma esptula seca um pequeno

fragmento dos seguintes metais (Al, Mg, Na) individualmente e coloc-lo na cuba em

local seguro. Observe o que acontece com cada um dos metais. Anote suasobservaes.

Reao de Metais Com cidos

a) Adicionar HCl 10% em 5 tubos de ensaio at 1/3 do volume de cada

um. Formao de ligao do tipo dipolo permanente.

b) Em cada um dos cinco tubos adicionar as seguintes aparas de

metais:

Magnsio. Alumnio.

Zinco.

HCl 10%, fenolftalena e alumnio em p.Fonte: Prpria


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Ferro.

Cobre.

c) Esperar alguns minutos e observar se ocorreram reaes. A reao

poder ou no ocorrer dependo da tabela de reatividade. Sugerir o tipo de reao de

deslocamento em cada metal caso ocorra ou no.

d) Aps discusso do metal cobre em HCl 10%, realizar o mesmo

procedimento utilizando HNO3. Um grupo de cada vez ir utilizar a capela para este

procedimento.

Resultados e discurses:experimento reatividade dos metais

Reao dos metais em soluo de gua com fenolftalena.

Adio da fenolftalena na gua destilada.

Fonte: prpria

Magnsio: Ao adicionar o magnsio na cuba contendo a soluocido-base, o magnsio reage com a soluo, comear a perder eltrons e a

soluo comear a adquirir a colorao rosa. Ao passar alguns minutos, observou-


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se que a soluo contida na cuba, apresentava-se com total colorao rosa. Em

outras palavras, o (Mg) Magnsio reagiu com a gua, formando a base Hidrxido de

Magnsio (Mg(OH)2.

Reao do magnsio em soluo de gua destilada.

Fonte:Ebah

Alumnio: No possvel perceber visualmente a reao entre o

alumnio e a soluo. Quando o alumnio entra em contato pela primeira vez com

gua, forma-se em sua superfcie uma camada de xido de alumnio. Essa camadaprotetora atua como uma pelcula, impedindo que o alumnio continue reagindo com

a gua. Podemos dizer tambm que por que a energia de ionizao do alumnio

muito alta.

Reao dos metais em soluo com o HCl 10%.

Zinco Metlico: 30 segundos aps colocar o zinco na soluo com

HCl 10%, observou-se que houve formao de bolhas (Figura 1), ocasionada pela

liberao do gs hidrognio, a reao ocorreu por que o zinco mais reativo que o

hidrognio e dessa maneira o zinco consegue deslocar o hidrognio da soluo de

HCl 10%.


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Figura 1.Antes e aps a adio zinco metlico na soluo.

Fonte: Clube-Cincia.

Alumnio: Observou-se que no tubo contendo o alumnio houve a

mesma reao se comparado ao tubo contendo o zinco (Figura 2), porm houve

uma demora no tempo de reao em relao ao zinco. A reao ocorreu porque a

liberao do gs hidrognio, uma vez que o alumnio mais reativo que o hidrognio

e dessa maneira o alumnio consegue deslocar o hidrognio do HCl 10%.

Figura 2.Antes e aps a adio alumnio na soluo.

Fonte: Clube-Cincia.

Cobre metlico (Metal Nobre):Observou-se que no ocorreu

nenhuma reao (Figura 3) por que o cobre menos reativo que o hidrognio. O

comportamento do cobre pode ser explicado com base na fila eletroqumica, pois a

mesma mostra que o cobre tem baixa tendncia de oxidao, o cido clordrico no

um forte agente oxidante sendo incapaz de reagir com o Cobre.
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Figura 3.Antes e aps da adio de fio de cobre.Fonte:Clube-Cincia

Magnsio:Ao adicionar o magnsio tubo de ensaio com a soluo de

HCl 10%, a reao ocorreu instantaneamente. No houve acumulo de slido no

fundo do tubo de ensaio, pois o metal foi consumido completamente na reao.

Ferro: No tubo de ensaio onde ocorreu a reao entre Ferro e HCl

10%, a reao aconteceu de forma lenta e foi percebidas a formao de bolhas a

soluo aps 5 minutos de interao entre o ferro e a soluo de HCl 10%.

Reao do Cobre em soluo ao utilizar-se HNO3.

Devido a sua natureza oxidante, o cido ntrico no doa seu prton, isto

, ele no libera hidrognio, em reao com metais e os sais resultantes so

normalmente nos estados de oxidao mais altos. Por esta razo, corroso pesada

pode ser observada e deve ser prevenida pelo uso apropriado de metais ou ligas

resistentes corroso.

cido ntrico tem o alta distino entre os cidos minerais por atacar

(reagir) e dissolver todos os metais da tabela peridica com exceo do ouro e da

platina (srie dos metais preciosos) e certas ligas. Esta caracterstica permite ao

cido ntrico ser usado em testes cidos qualitativos para identificao de metais,

tais como os realizados com as solues chamadas de gua forte e gua rgia.
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Reao do cobre com cido ntricoFonte:Scientia

Aps a juno de cido ntrico ao cobre que se encontrava no bquer

verifica-se imediatamente a libertao de gases de cor vermelha que borbulhamnuma soluo de cor verde. Ao observar estas ocorrncias a olho nu, podemos

afirmar que ocorreu uma reao qumica. O cido ntrico reage com o cobre,

originando novas substncias com propriedades diferentes das primeiras, em que

uma delas um gs (xidos de azoto extremamente nocivos), e a outra constitui

um sal de cobre (Nitrato de cobre (II)) que fica em soluo, sendo a mistura destas

substncias novas formadas responsvel pela cor verde da soluo.

Equao que representa a reao entre o cobre e o cido ntrico.

Cu + HNO3 Cu(NO3)2 + NO + H2O

Questionrio

Soluo aps reao, HNO3 e cobre.Fonte: Prpria


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2Porque o cloro atua como um poderoso oxidante?

Porque o cloro eletronegativo, ou seja, tem maior capacidade de receber eltrons.

Isso porque o tomo de cloro tem eletrosfera com menor n de camadas, logo o

ncleo exerce maior fora de atrao sobre os eltrons. Assim, o cloro sofre reduo

(ganho de eltrons) com muita facilidade, funcionando como agente oxidante.

3Porque na maioria das janelas e portas so utilizados alumnio comoacabamento?

A caracterstica importante deste metal a sua excelente resistncia corroso.

Quando exposto ao oxignio, gua e a outros oxidantes, forma-se rapidamente

sua superfcie uma pelcula contnua, fina, resistente e protetora, de xido dealumnio (alumina), conferindo-lhe alta resistncia corroso.

O alumnio por ter uma ligao direta com o oxignio, capaz de torn-lo estvel e

bom condutor de energia, cria-se uma capa protetora, impedindo que a gua em

contato com o alumnio no entre em estado de oxidao to facilmente como os

outros metais. Portanto ao revestimos as portas e janelas com o alumnio, obtemos

essa capa, capaz de conservar por mais tempo esses revestimento, ao contrrio do

ferro e do magnsio que em contato com gua entra em estado de oxidao

rapidamente.

4Porque o cobre consegue deslocar o hidrognio do cido ntrico?

Por que o cobre oxidado, produzindo ons Cu+2, j que o cido ntrico reduzido

para dixido de nitrognio.

Cu + HNO3 Cu(NO3)2 + NO + H2O

5Qual a funo do cido ascrbico na reao do iodeto com cloro ativo?

O cido ascrbico uma substncia antioxidante e tem o poder de reagir com

metais presentes no meio da soluo, evitando que os mesmos fiquem disponveis

para se oxidarem.

Concluso para o experimento reatividade dos metais


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Os metais esquerda da fila de reatividade so extremamente

reativos, direita, pouco reativos e os do meio, moderadamente reativos. Dessa

maneira os metais extremamente reativos so fortes agentes redutores por que tem

grande facilidade de oxidar deslocando os metais menos nobre de compostos em

soluo. Note que o hidrognio foi incluindo nessa fila, mesmo sem ser um metal,

porque separa os elementos da fila que reagem com cido e liberam gs hidrognio

( direita do hidrognio) daqueles que no reagem liberando esse gs ( esquerda

do H). Os elementos a esquerda do H, com exceo do Au e Pt, reagem somente

com cidos oxidantes, que possuem nions que so fortes agentes oxidantes.

Metais direita do magnsio so to reativos que reagem

diretamente com gua fria formando hidrxidos desses metais, como o caso do

sdio, j os metais antes do magnsio at o ferro s reagem com gua em ebulio

ou vapor de gua. E os metais a esquerda do ferro antes do hidrognio no reagem

com gua, e sim com cido liberando H2(g).

Diante das atividades experimentais, conclui-se que a reatividade, varia

com a posio dos metais na fila de reatividade qumica. Logo os metais localizados

anteriormente ao hidrognio reagem com cido clordrico e os metais aps ohidrognio no reagem com cido clordrico.

Referncias


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CIDO NITRICO Disponvel em: . Acesso em 05/04/2014.

ELEMENTOS QUIMICOS E REATIVIDADE. Disponvel em:.Acesso em 30/03/2014.

OXIDAO E REDUO. Disponvel em: . Acesso em 01/04/2014.

REATIVIDADE DOS METAIS. Disponvel em: . Acesso em 30/03/2014.

REATIVIDADE DOS METAIS. Disponvel em: . Acesso em 10/04/2014.

TESTE DA CHAMA. Disponvel em: . Acesso em 08/04/2014.

TESTE DE CHAMA. Disponvel em: . Acesso em 08/04/2014.

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