EXPERIMENTO 3 USO DO BICO DE BUNSEN E CENTRÍFUGA

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EXPERIMENTO 3

USO DO BICO DE BUNSEN E CENTRÍFUGA

1. INTRODUÇÃO

1.1. BICO DE BUNSEN

O bico de Bunsen foi inventado por Robert Wilhelm Bunsen em 1965. É utilizado em

laboratório com a finalidade de produzir calor através da combustão. Para que ocorra a

combustão é necessária a reação entre o combustível e o comburente.

O combustível usado no laboratório é o gás comum de rua ou G.L.P (propano, C3H8 e

butano, C4H10) e o comburente o oxigênio do ar atmosférico. Desta reação temos como

produtos o gás carbônico (CO2), o monóxido de carbono (CO), vapor d’água e calor.

Quando as quantidades dos componentes da combustão

são estequiométricas, isto é, não existe excesso de nenhum

deles, obtém-se a maior quantidade de calor da reação.

Qualquer componente da reação sem reagir, rouba o calor da

reação, abaixando o poder calorífico da chama.

O bico de bunsen é constituído de: base (local por onde

entra o combustível); anel (controla a entrada de ar –

comburente) e corpo (onde ocorre a mistura dos

componentes da combustão).

Como vemos na figura acima, com o anel de ar primário parcialmente fechado,

distinguimos três zonas da chama:

a) Zona Externa: Violeta pálida, quase invisível, onde os gases expostos ao ar sofrem

combustão completa, resultando CO2 e H2O. Esta zona é chamada de zona oxidante.

b) Zona Intermediária: Luminosa, caracterizada por combustão incompleta, por

deficiência do suprimento de O2.

O carbono forma CO (monóxido de carbono) o qual se decompõe pelo calor, resultando

em diminutas partículas de C que, incandescentes dão luminosidade à chama. Esta zona é

chamada de zona redutora.

c) Zona Interna: Limitada por uma “casca” azulada, contendo os gases que ainda não

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Dependendo do ponto da chama a temperatura varia, podendo atingir 1560 ºC.

Abrindo-se o registro de ar, dá-se entrada de suficiente quantidade de O2 (do ar), dando-se

na região intermediária combustão mais acentuada dos gases, formando, além do CO, uma

maior quantidade de CO2 (dióxido de carbono) e H2O, tornando assim a chama quase

invisível.

Os procedimentos básicos, na operação correta do bico de Bunsen são:

1. Fechar o anel de entrada do ar primário (combustão incompleta).

2. Abrir moderadamente a válvula do gás.

3. Acender a chama.

4. Abrir o anel de ar primário e ajuste a cor da chama regulando a entrada de ar (uma chama

azul tendo um cone interno é a mais adequada).

5. Fechar a entrada de ar primário.

6. Fechar a válvula do gás.

1.2. TESTE DE CHAMA

Sólidos inorgânicos típicos são composto iônicos, o que faz com que, em solução,

existam dois tipos de íons provenientes da dissociação do composto: um cátion e um ânion.

A Química Analítica Qualitativa é a área da Química que cria, desenvolve, estuda e

aplica métodos para a determinação da natureza de uma substância ou dos seus

constituintes.

A identificação de cátions e ânions através da análise qualitativa envolve,

geralmente, uma reação com formação de um produto facilmente perceptível aos nossos

sentidos (formação de precipitado, liberação de gases, etc.). Entretanto, alguns cátions,

entre eles os cátions dos metais alcalinos, sódio e potássio, formam compostos

normalmente muito solúveis, o que dificulta a detecção desses íons em solução por meio de

reações de precipitação. Este problema é contornado através dos testes de chama. Nestes

testes, a amostra é levada à chama de um bico de Bunsen. Inicialmente, há evaporação do

solvente, deixando um resíduo sólido. Em seguida, há vaporização do sólido, com

dissociação em seus átomos componentes que, inicialmente, estarão no estado

fundamental. Alguns átomos podem ser excitados a níveis de energia mais elevados, isto é,

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para níveis de menor energia, é acompanhada da emissão de radiação característica de

cada íon. Se o comprimento de onda da radiação estiver na faixa de 400 a 760 nm,

observaremos a emissão de luz visível.

Tabela I: Comprimentos de onda aproximados das cores

Violeta 400-450 nm Amarelo 570-590 nm

Azul 450-500 nm Alaranjado 590-620 nm

Verde 500-570 nm Vermelho 620-760 nm

A Tabela II indica as cores que alguns elementos químicos geram quando seus

átomos são excitados.

Tabela II

Símbolo

Nome

Cor

As Arsênio Azul

B Boro Verde

Ba Bário Verde

Ca Cálcio Laranja para vermelho

Cs Césio Azul

Cu (I) Cobre (I) Azul

Cu(II) Cobre (II) Verde

Fe Ferro Dourado

In Índio Azul

K Potássio Lilás

Li Lítio Magenta

Mg Magnésio Branco brilhante

Mn(II) Manganês (II) Verde amarelado

Mo Molibdênio Verde amarelado

Na Sódio Amarelo intenso

P Fósforo Verde turquesa

Pb Chumbo Azul

Rb Rubídio Vermelho

Sb Antimônio Verde pálido

Se Selênio Azul celeste

Sr Estrôncio Vermelho carmesim

Te Telúrio Verde pálido

Tl Tálio Verde puro

Zn Zinco Verde turquesa

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1.3. CENTRIFUGAÇÃO

Na natureza, raramente encontramos substâncias puras. Em função disso, é

necessário utilizarmos métodos de separação se quisermos obter uma determinada

substância. Para a separação dos componentes de uma mistura, ou seja, para a obtenção

separada de cada uma das suas substâncias puras que deram origem à mistura, utilizamos

um conjunto de processos físicos denominados análise imediata. Esses processos não

alteram a composição das substâncias que formam uma dada mistura. A escolha dos

melhores métodos para a separação de misturas exige um conhecimento anterior de

algumas das propriedades das substâncias presentes. Assim, se tivermos uma mistura de

açúcar e areia, devemos saber que o açúcar se dissolve na água, enquanto a areia não se

dissolve. Muitas vezes, dependendo da complexidade da mistura, é necessário usar vários

processos diferentes, numa seqüência que se baseia nas propriedades das substâncias

presentes na mistura. Alguns dos métodos de separação são tão comuns que nem

pensamos neles como processos de separação, por exemplo, a "escolha" dos grãos de

feijão (catação) e a separação de amendoim torrado das suas cascas (ventilação), ou ainda

as máquinas existentes em bancos, as quais separam as moedas em função de seus

tamanhos (tamisação). Esse processo é também usado para separar laranjas em diferentes

tamanhos ou quando usamos uma peneira. Dentre os métodos físicos de separação, temos

a centrifugação.

A centrifugação é uma maneira de acelerar o processo de decantação, utilizando um

aparelho denominado centrifuga. Na centrífuga, devido ao movimento de rotação, as

partículas de maior densidade, por inércia, são arremessadas para o fundo do tubo.

2. OBJETIVOS

Aprender a utilizar o bico de Bunsen

Aprender técnicas de

aquecimento em laboratório.

Aprender a utilizar centrífuga.

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2.1. MATERIAIS E REAGENTES NECESSÁRIOS

bico de Bunsen

Fósforos

garras

pérolas de vidro ou cerâmica

béquer

termômetro (0 a 100°C)

água destilada

tela de amianto

tripé ou suporte de ferro

Solução de CuSO4

Solução de NaOH 30%

Soluções de: Ba(NO3)2, K2SO4, Na2SO4, KCl, NaCl, CaCl2, BaCl2, NiCl2, NiSO4, CuSO4 e Li2CO3

3.

PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

PARTE A

3.1.

Uso do bico de Bunsen

a.

Acenda o bico de gás, seguindo as instruções apresentadas anteriormente.

b.

Regule os controles do bico de gás no sentido de obter a chama mais quente.

c.

Na sequência para ajustar o bico, primeiro ajuste a altura da chama abrindo ou

fechando a válvula de controle de gás. A chama apropriada será a menor chama

necessária para executar a tarefa. Uma chama que tem em torno de 5 a 8 cm de

altura é suficiente para a maioria das tarefas no laboratório.

d.

Ajuste o controle de ar até que a chama do bico esteja azul e contenha dois ou mais

cones distintos. Chamas amarelas são resultados de pouco oxigênio na mistura

gasosa. Fluxo de oxigênio pode ser reduzido na mistura do gás ajustando o

controlador da entrada de ar.

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a.

Em um tubo de ensaio, adicione 3 mL de solução de CuSO4. Em seguida,

adicione 3 gotas de solução de NaOH 30%.

b.

Observe o que ocorreu.

c.

Utilize a centrífuga para realizar a separação entre sólido e líquido da mistura.

3.3.

Aquecimentos de líquidos no béquer

a.

Coloque cerca de 20 mL de água destilada em um béquer de 50 mL;

b.

Coloque algumas pérolas de vidro ou de cerâmica e em seguida coloque o béquer

sobre uma tela de amianto, suportada pelo tripé (este procedimento evita que

líquidos entrem em ebulição de forma violenta);

c.

Adicione o precipitado obtido no procedimento;

d.

Aqueça o béquer com a chama forte do bico de gás;

e.

Anote a temperatura a cada 1 minuto;

f.

Observe o que ocorre com a mistura;

g.

Após 8 minutos, finalize o processo de aquecimento.

PARTE B

3.4.

Testes de chamas

4.

Vaporizar uma pequena quantidade de cada solução aquosa a disposição na chama do

bico de Bunsen e anotar a cor observada. Correlacionar a cor da chama com seu

comprimento de onda dominante, usando a Tabela III.

5.

Descubra quais são as soluções numeradas de 1 a 11.

Tabela III – Teste da chama

Sal Comprimento de onda (nm)

400 450 500 550 600 650 700

violeta azul verde amarelo laranja vermelho

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8- 10-

11-4. Questões

1)

Discutir as diferenças entre os tipos possíveis de chama produzidas num bico de gás

considerando as proporções relativas dos gases.

2)

Associar a cada parte da chama não-luminosa a composição, ou seja, a mistura dos

gases. Quais são as regiões fria e quente, redutora e oxidante? Justifique.

3)

Na parte A do experimento, o que ocorreu após a mistura das soluções de CuSO4 e

NaOH? Escreva a equação química.

4)

O que ocorreu durante o aquecimento desta mistura?

1)

Na parte B da prática, observe os resultados obtidos e responda: Para um mesmo cátion

e diferente ânion, a coloração da chama mudou ou se manteve a mesma? Portanto, o

responsável pela coloração da chama é o ânion (não metal) ou o cátion (metal)?

6. REFERÊNCIAS

1.

GIESBRECHT, E.; "Experiências de Química, Técnicas e Conceitos Básicos - PEQ -

Projetos de Ensino de Química"; Ed. Moderna - Universidade de São Paulo, SP (1979).

2.

RUSSELL, J.B.; "Química Geral", 2a Edição, Makron Books Editora Ltda., São Paulo

(1994).

3.

TRINDADE, D.F., OLIVEIRA, F.P., BANUTH, G.S. & BISPO,J.G.; "Química Básica

Experimental"; Ícone editora, São Paulo (1998).

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