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Teste de chama: transição eletrônica

Estratégias de Ensino

O teste de chama consiste em levar diferentes amostras de sais ao fogo, para que, por meio da coloração das chamas, seja possível identificar o elemento presente em cada composto.
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O teste de chamas é um experimento realizado principalmente ao se estudar o conceito do modelo atômico de Rutherford-Böhr, pois foi por meio desse modelo que se introduziu o conceito de transição eletrônica. Por meio desse experimento é possível identificar o elemento que está presente no composto através da cor apresentada pela chama.

Antes de explicarmos a relação desse experimento de química com o conteúdo proposto, vejamos os materiais e o procedimento experimental:

Materiais e reagentes:

►Bico de Bunsen ou lamparina a álcool (o bico de Bunsen produz um melhor resultado);
► Fósforos;
► Fio de níquel-cromo (pode ser conseguido em lojas de materiais elétricos ou em arames de resistências de chuveiros) ou palitos de churrasco e algodão;
► Pregador ou pinça de madeira;
► Sais diversos, como: LiCl, BaCl2, NaCl, CuSO4, CaCl2, KCl, etc.;
► Solução de ácido clorídrico a 1%;
► Água destilada.

Procedimento experimental:

Esse experimento pode ser feito de três formas. Na primeira, segura-se uma das pontas do arame com a pinça de madeira e, com a outra ponta, na forma de círculo, pega-se uma amostra de um dos sais. Posteriormente, coloca-se esse sal em contato com a chama do bico de Bunsen. A cor da chama irá se alterar.
Depois é só lavar esse arame com água destilada, colocá-lo na solução de HCl e introduzi-lo no fogo para verificar se não há nenhum vestígio do sal utilizado no arame. Em seguida, repete-se o processo com os outros sais e anotam-se as cores das chamas obtidas em cada caso.

Teste de chamas segundo o primeiro exemplo.
Teste de chamas segundo o primeiro exemplo.

Uma segunda alternativa de se realizar esse teste propõe o uso de uma lamparina a álcool no lugar do bico de Bunsen; no lugar dos sais sólidos, usam-se soluções desses sais; e no lugar do arame, adotam-se os palitos de churrasco com um algodão enrolado na ponta. Molha-se esse algodão em uma das soluções para, em seguida, introduzi-lo na chama. A intensidade da cor será menor que no teste anterior, porém ainda é possível visualizar bem a mudança na cor da chama.

O processo é repetido para as outras soluções, sempre trocando o algodão para cada solução. 

Teste de chamas de acordo com o segundo exemplo, um método alternativo.
Teste de chamas de acordo com o segundo exemplo, um método alternativo.

A terceira e última alternativa seria borrifar as soluções dos sais, uma de cada vez, na chama. Porém, aconselha-se que ninguém esteja perto da chama e que esse procedimento seja feito pelo professor.

Teste de chamas feito ao se borrifar a amostra
Teste de chamas feito ao se borrifar a amostra

Conclusão:

Cada sal emite uma coloração diferente ao ser colocado em contato com a chama. Para entendermos por que isso ocorre, relembremos rapidamente do que se trata o modelo atômico de Rutherford-Böhr:

Segundo Böhr, o átomo teria uma eletrosfera composta de camadas energéticas (ou níveis de energia), que conteriam apenas os elétrons que tivessem a energia respectiva de cada nível. Isso significa que só seriam permitidas algumas órbitas circulares ao elétron, sendo que em cada uma dessas órbitas o elétron apresenta energia constante. Para passar para um estado de maior energia, o elétron precisa receber energia de alguma fonte externa; assim, quando isso ocorre, o elétron salta para uma órbita ligeiramente mais afastada do núcleo, ficando em seu estado excitado.

No momento em que colocamos o sal no fogo, estamos fornecendo energia para seus elétrons. No entanto, o estado excitado é instável, portanto, os elétrons que “saltaram” de nível retornam à órbita de seu estado estacionário. Nesse momento, o elétron perde (na forma de onda eletromagnética, ou seja, na forma de luz) uma quantidade de energia que corresponde à diferença de energia existente entre as órbitas envolvidas no movimento do elétron.

Como cada sal apresenta elementos diferentes, com átomos que têm níveis de energia também de valores diferentes, a luz emitida por cada um dos sais será em um comprimento de onda bem característico de cada um.

É por isso que ao colocarmos, por exemplo, o sal de cozinha (Cloreto de sódio – NaCl) na chama, vemos uma coloração amarela intensa, em razão da presença do sódio; enquanto que se colocarmos o sulfato de cobre (CuSO4), o cobre fará com que a chama adquira coloração verde. 

As chamas adquirem colorações amarela e verde durante a vaporização de íons sódio e cobre, respectivamente.
As chamas adquirem colorações amarela e verde durante
a vaporização de íons sódio e cobre, respectivamente.

Além disso, visto que esse método é o mesmo usado nos fogos de artifício, para que ele apresente aquele efeito bonito com várias cores diferentes; o professor pode propor um trabalho sobre o seu princípio de funcionamento.

Por Jennifer Fogaça
Graduada em Química 

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