Estudo da chama; Identificação de Elementos; Conservação da Massa

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Quando se usa o bico de Bunsen, deve-se primeiramente fechar a entrada de ar, dando origem a uma chama grande e amarela que desprende fuligem. Esta chama não tem uma temperatura suficiente para o aquecimento de substância alguma, para conseguir uma chama mais "quente", a entrada de ar deve ser aberta até que se consiga uma chama azul; isto ocorre porque o oxigênio mistura-se com o gás, tornando a queima deste mais eficiente.

- Modelo Atômico de Bohr e sua relação com os testes da chama:

Em 1912, Bohr determinou algumas leis para explicar o modelo pelo qual os elétrons giram em órbita ao redor do núcleo atômico. O que tornou sua abordagem especialmente interessante foi que ele não tentou justificar suas leis ou encontrar razões para elas. Com efeito, Bohr dizia: “Aqui estão algumas leis que parecem impossíveis, porém elas realmente correspondem ao modo como os sistemas atômicos parecem funcionar, de forma que vamos usá-las.”

Bohr começou por presumir que os elétrons em órbita não descreviam movimento em espiral em direção ao núcleo. Isto contradizia tudo que se conhecia de eletricidade e magnetismo, mas adaptava-se ao modo pelo qual as coisas aconteciam. Ao invés disso, eles orbitavam o núcleo atômico.

Assim, quando uma quantidade de energia em forma de calor fosse oferecida a um determinado elemento quimico, seus elétrons, estáveis em suas respectivas órbitas “saltavam” em direção a outra órbita e no retorno eliminavam essa energia em forma de luz. Tal fato pode ser experimentalmente observado em laboratório, sendo, portanto, um dos tópicos desse relatório.

- Lei da conservação das massas por Lavoisier:

A partir de estudos expeimentais sobre a massa em uma reação química, Antonie Lavoisier (1743-1794) concluiu que numa reação química que se processe num sistema fechado, a massa permanece constante, ou seja, a soma das massas dos reagentes é igual à soma das massas dos produtos. Assim, surge a Lei da Conservação das Massas ou Lei de Lavoisier onde, segundo ele: "Na natureza nada se cria, nada se perde, tudo se transforma".

m(reagentes) = m(produtos)

Tal processo será determinado experimentalmente neste relatório na determinação da variação das massas numa reação química.

- MATERIAIS E MÉTODOS

Para o início das experiências, o bico de bunsen foi aceso tomando todos cuidados necessários (como o fechamento da janela de ar primário). Logo após, obteve-se uma chama de cor amarela, 2 fases distintas: a zona oxidante (acima) e a zona de gases ainda não queimados (abaixo). As características completas desta chama se encontram na pag.9 (tabela 6.3).

Figura 3.1 – Bico de Bunsen com a janela de ar primário fechada

A seguir, a cápsula de porcelana foi posicionada acima da chama, e observou-se uma camada de fuligem se formando no lugar onde a chama tocou a cápsula, devido à combustão incompleta do gás queimado (nesse caso, o GLP – gás liquefeito de petróleo), que forma a fuligem ( C(s) ) como um dos produtos.

Então, a passagem de ar primária foi aberta, e a chama mudou suas características iniciais. Obtivemos uma chama azulada, icolor, porém, definida, e três zonas foram observadas, de cima para baixo: a zona oxidante, a zona redutora e a zona de gases ainda não queimados.

Figura 3.2 – Bico de Bunsen com a janela de ar primário aberta

Passamos então para a segunda parte de nossos experimentos, em que fizemos os testes da chama. Utilizando uma haste de metal, colocamos as seguintes substâncias em contato com a última chama obtida (janela de ar primário aberta). Cada elemento emitiu uma luz característica, e assim anotamos as cores observadas, segundo a tabela a seguir:

Tabela 3.1 – Elemento químico para a cor da chama observada

Elemento quimico

Cor da chama

NaCl

Laranja

LiCl

Vermelho

KCl

Laranja

CuCl2

Verde água

H3BO3

Verde

Por fim, a terceira e última parte de nossas experiências tem o objetivo de estudar a variação da massa durante uma reação química. Para isso os três experimentos a seguir foram elaborados:

- Queima da Palha de Aço:

Após pesar, com o auxílio de uma cápsula de porcelana, 3g de palha de aço, utilizamos a chama do bico de bunsen para queimar o chumaço, durante aproximadamente 5 minutos. No fim do procedimento, a cápsula e o chumaço foram novamente pesados, e pôde-se constatar uma diferença de massas, mostrada na tabela a seguir:

Tabela 3.2 – Queima da palha de Aço

Início

Fim

Massa:

129,83g

130,1g

(cápsula+palha de aço)

(126,83g+3g)

(126,83g+3,27g)

Analisando a tabela, observamos que houve aumento de 0,27g da massa de palha de aço desde o início até o final do experimento. Houve formação de Óxido de ferro II ou óxido de ferro III.

Fe + O2 → FeO2

Fe + 3/2O2 → FeO3 (equações A1 e A2)

- Reação de Precipitação:

A princípio, medimos 50mL de solução de sulfato de sódio (Na2SO4) e de 50mL de cloreto de bário (BaCl2) com o auxílio de provetas distintas, que foram pesadas em seguida. Após as medidas, os dois conteúdos foram misturados eu um único béquer, e novamente constatamos uma diferença no finao do experimento, segundo a tabela que segue:

Tabela 3.3 – Reação de Precipitação

Na2SO4