Exercício 8 · Exame Nacional Física e Química A Época especial 2023

8. Em 1814, um físico detetou, no espectro do Sol, uma série de riscas negras que viriam a ser conhecidas como riscas de Fraunhofer. Alguns anos depois, seria um químico, R. Bunsen, a identificar a causa destas riscas negras no espectro solar. No laboratório, Bunsen observou que certas substâncias, ao serem aquecidas no bico de Bunsen (testes de chama), originavam espectros de linhas brilhantes característicos e relacionou, para determinados elementos químicos, espectros de absorção com espectros de emissão.

Atualmente, a pesquisa de elementos químicos também é feita na atmosfera de exoplanetas. Na atmosfera do planeta WASP-121 b, foram inicialmente detetados dois elementos: o cálcio e um outro, aqui designado por X, letra que não corresponde ao símbolo do elemento químico. Recentemente, também foi detetada a presença de bário na atmosfera do exoplaneta.

8.1.

Para determinar as energias de remoção dos eletrões dos átomos, utiliza-se a espectroscopia fotoeletrónica (PES). A Figura 9 mostra um excerto do espectro de dois elementos, do bloco s da Tabela Periódica, presentes na atmosfera do WASP-121 b, o Ca e o elemento X. No excerto, figuram as energias de remoção dos eletrões de valência destes dois elementos.

Os dois elementos pertencem ao mesmo ________ da Tabela Periódica, tendo o elemento X um número atómico ________ ao do cálcio.

8.2.

Uma amostra de um sal desconhecido foi aquecida com uma chama. Com um espectroscópio, obteve-se o seu espectro na região do visível.

Na Figura 10, representam-se o espectro da amostra e os espectros atómicos de X e do bário.

Complete o texto seguinte, selecionando a opção adequada a cada espaço.

De acordo com a informação da Figura 10, a amostra contém catiões de

, uma vez que o seu espectro

tem riscas que resultam da

dos iões desse(s) elemento(s).

8.3.

No Quadro I, indicam-se as cores das chamas associadas à presença de alguns catiões.

Quadro I

Cobre

Sódio

Bário

Cálcio

Potássio

Cor da chama

Azul-esverdeado

Amarelo

Verde-claro

Vermelho-tijolo

Lilás

Numa aula de laboratório, realizou-se uma atividade que visava a identificação de catiões metálicos em três amostras distintas de alguns sais. Os catiões são representados por M, N, O, T e W (que não correspondem a símbolos químicos) e estão contemplados no Quadro I.

Para a atividade, os alunos dispunham de:

cloreto de M, cloreto de N, cloreto de O, cloreto de T e cloreto de W;

sulfato de M, sulfato de N, sulfato de O, sulfato de T e sulfato de W.

Os alunos embeberam pedaços de algodão em etanol, que colocaram em três cadinhos de porcelana, e adicionaram a mesma quantidade de cada um dos sais aos cadinhos.

Depois de provocar a ignição do etanol, observaram as cores presentes na chama.

Os resultados obtidos pelos grupos 1 e 2 foram registados no Quadro II.

Quadro II

Amostra

Cor

Grupo 1

Cloreto de N

Amarelo

Cloreto de T

Verde-claro

Cloreto de W

Azul-esverdeado

Grupo 2

Cloreto de O

Vermelho-tijolo

Sulfato de M

Lilás-amarelado

Cloreto de T

Verde-claro

Mostre, fundamentando, qual dos grupos não atingiu totalmente o objetivo da atividade.

Na sua resposta, explicite duas razões, uma relativa ao procedimento (controle de variáveis) e outra relativa à interpretação dos resultados obtidos.

Escreva um texto estruturado, utilizando linguagem científica adequada.