Teste da Chama

Quando uma determinada quantidade de energia é fornecida a um elemento químico, o elétron da última camada de valência absorve essa energia e passa para um nível de energia superior, isto é, passa ao estado excitado. Como o estado excitado é mais instável do que o estado fundamental, os elétrons retornam ao estado fundamental e emitem energia sob a forma de radiação (luz), sendo a energia emitida igual à absorvida. Cada elemento absorve e emite radiação de energias em comprimentos de onda diferentes, resultante das transições eletrônicas que cada elemento deve receber para ocupar os seus níveis de energia superiores. Este fenômeno é utilizado para a identificar elementos presentes numa amostra, é como uma impressão digital de cada elemento.

Um método simples de identificar alguns metais é o teste por meio da chama.
A cor da chama corresponde à assinatura do elemento químico no espectro.
Mas o que é um espectro?
O espectro é um conjunto de radiações emitidas por uma fonte de luz. O espectro eletromagnético é o conjunto de todas as radiações, como as ondas de rádio, microondas, radiação infravermelha, radiação visível, radiação ultravioleta, raios x e raios cósmicos.

Vamos tentar identificar elementos desconhecidos por meio das cores emitidas, usando o teste da chama.
O quadro abaixo mostra os elementos químicos e cor chama correspondente.

Material
Cadinho;
Espátula;
Vidro de relógio;
Cloreto de: sódio, bário, cálcio, potássio, cobre, lítio, estrôncio;
Etanol a 96% (álcool etílico);
Ansa de inoculação;
Solução de HCl (ácido clorídrico) concentrado (para lavagem da ansa);
Nota: O ácido clorídrico pode ser substituído por ácido muriático, encontrado em lojas de material de limpeza.

O cadinho pode ser substituído por uma latinha de refrigerante cortada a 1/3 de sua altura , como na figura.

Procedimento
Colocar algodão dentro do cadinho.
Adicione um pouco de Etanol a 96% sobre o algodão e com ajuda de um isqueiro acendemos uma chama.
Mergulhar a ansa na solução de HCl.
Levar a a ansa à zona mais quente da chama.
Colocar as amostras de sais em diferentes vidros de relógio.
Introduzimos a ansa na primeira amostra sólida pulverizada e a levamo à zona mais quente da chama.
Repetimos o procedimento para todas as amostras restantes e registamos a cor observada.
Nota: A ansa de platina pode ser substituída por um fio de níquel-cromo o mesmo utilizado nas resistências de chuveiros.
A figura abaixo mostra alguns exemplos de elementos químicos e a cor da chama:

Limitações do teste de chama
O teste não é possível detectar baixas concentrações da maioria dos íons.
O brilho do sinal varia de uma amostra para outra. Por exemplo, a emissão de amarelo a partir de sódio é muito mais claro do que a emissão de vermelho a partir da mesma quantidade de lítio.
Impurezas ou contaminantes afetam os resultados do teste. O sódio, em particular, está presente na maioria dos compostos, Às vezes, um vidro azul é usado para filtrar o amarelo de sódio.

Partindo do princípio que diferentes elementos químicos emitem diferentes cores, podemos concluir que:
Se analisarmos o espectro de alguma fonte de luz perto ou distante, poderemos saber do que é feito o material que esta emitindo a luz.
É mais ou menos isso que os astrônomos fazem quando querem saber a composição química do Sol, de alguma estrela distante ou até uma galáxia, e para isso eles usam um instrumento chamado Espectroscópio.

Propagação da Luz na Atmosfera

A maioria das observações astronômicas são feitas da superfície da Terra. Os telescópios encontram uma barreira natural que em algumas vezes dificulta a observação do Universo, por isso vamos conhecer um pouco dessa “barreira” – a atmosfera terrestre.
A atmosfera é composta de várias camadas: A troposfera, estratosfera, mesosfera, ionosfera, exosfera. Mais próximo da Terra esta a troposfera. A maioria das nuvens que você vê no céu são encontradas na troposfera, e esta é a camada da atmosfera que nós associamos com o tempo. Estendendo-se até 10 quilômetros acima da superfície da Terra, a troposfera contém uma variedade de gases: oxigênio, vapor d’água, dióxido de carbono, metano, óxido nitroso, etc. Estes gases ajudam a reter o calor, isto é, uma porção da qual é então irradiada de volta para aquecer a superfície da Terra.

Acima da troposfera é a estratosfera, que contém a camada de ozônio. A estratosfera se caracteriza pelos movimentos de ar em sentido horizontal, fica situada entre 7 e 17 até 50 km de altitude aproximadamente. Moléculas de ozônio, que estão concentradas nessa camada, absorvem a radiação ultravioleta do Sol e proteger-nos de seus efeitos nocivos.

Entre 50 a 85 km de altitude acima da superfície está a mesosfera, a parte mais fria da atmosfera com temperaturas chegando até a -90°C em seu topo. Acima da mesosfera, em uma camada chamada ionosfera (também chamada termosfera), as coisas começam a aquecer. As temperaturas na ionosfera, que se estende cerca de sessenta e mil quilômetros de altitude a partir da superfície da Terra, pode chegar a até centenas de graus centígrados. Além da ionosfera esta a exosfera, que se estende até cerca de 500 quilômetros acima da superfície da Terra. Esta é a camada mais externa da atmosfera, a zona de transição para o espaço.

Existe um fenômeno chamado Refração e esta presente também na atmosfera terrestre. Refração atmosférica é a mudança na direção aparente de um objeto celeste causado pela refração dos raios de luz quando passam através da atmosfera.
O piscar das estrelas e variação de tamanho do Sol são devido à refração atmosférica.

As estrelas brilham realmente? Não, as estrelas não brilham...!
Os raios de luz provenientes das estrelas viajam através das camadas de ar de densidades diferentes, por isso elas cintilam.
Refração é o fenômeno que ocorre com a luz quando ela passa de um meio homogêneo e transparente para outro meio também homogêneo e transparente, porém com diferentes densidades.

A figura ao lado ilustra muito bem como funciona a refração da luz em dois meios diferentes, no ar e na água. No vácuo do espaço a luz não encontra dificuldade para se propagar. Portanto o índice de refração absoluto do vácuo é sempre 1. A atmosfera da Terra possui densidades diferentes de acordo com a altitude. Um raio de Sol vindo do espaço sofre um desvio ao entrar na atmosfera terrestre, pois passou de um meio de densidade nula (o vácuo do espaço) para um meio com uma outra densidade. A refração é a mudança de direção de um onda devido a uma mudança na sua velocidade.
Como esse resultado, a posição da imagem da estrela vai mudando depois de cada intervalo curto. Estas posições das imagens formadas em intervalos curtos de tempo nos dão a impressão de que a estrela está brilhando.
Ao entardecer ou amanhecer, o Sol parece ser maior do que ao meio-dia. Isso ocorre porque quando o sol está perto do horizonte os raios de luz provenientes do sol têm que passar por camadas de ar de densidade diferentes.
Devido à contínua curvatura da luz, o Sol parece ser maior. Ao meio-dia, o sol parece ser menor do que ao entardecer ou amanhecer. Isto é porque os raios de luz que “caem” normalmente sobre a superfície da terra não são refratados.
A refração atmosférica faz com que objetos astronômicos pareçam mais alto no céu do que são na realidade.

As Rochas

Normalmente as pessoas acreditam que “uma vez uma rocha, sempre rocha”. Mas isso nem sempre é verdade. Rochas assumem formas diferentes em momentos diferentes. Há muito tempo o nosso planeta era muito vulcânico. Esses vulcões foram se acalmando e resfriando, a lava resfriada foi partida ou esmagada em pequenos pedaços. Esses pequenos pedaços foram colados a tornaram-se rochas sedimentares. Estas rochas foram enterrados e o calor e a pressão transformou-os em rochas metamórficas. Elas podem até ter derretido e tornaram-se rochas ígneas mais uma vez. Como você pode ver uma rocha pode mudar várias vezes, e a rocha que você observa hoje pode parecer totalmente diferente daqui a alguns milhares ou milhões de anos.

Os três tipos principais, ou classes de rochas são sedimentares, metamórficas e ígneas ou magmáticas e as diferenças entre elas têm a ver com a forma como eles são formadas no chamado ciclo das rochas, isto é,  um grupo de alterações que acontece no decorrer do tempo.
Rocha sedimentar pode se transformar em rocha metamórfica ou em rochas ígneas. Rocha metamórfica pode se transformar em rocha ígnea ou sedimentar.
Rocha ígnea se forma quando o magma esfria. Magma é um líquido quente feito de minerais fundidos. Os minerais podem formar cristais, quando são resfriados. Rocha ígnea pode se formar no subsolo, onde o magma se resfria lentamente. Ou, rocha ígnea pode se formar acima do solo, onde o magma se resfria rapidamente.
Quando se derrama sobre a superfície da Terra, o magma é chamado de lava, ou seja, rocha líquida que você vê nos vulcões em erupção.

Classificação das Rochas

Rocha Sedimentar -
As rochas sedimentares são formadas a partir de partículas de areia, conchas, seixos e outros fragmentos de material. Juntos, todas estas partículas são chamados de sedimentos. Gradualmente, o sedimento se acumulam em camadas e durante um longo período de tempo endurece formando a rocha. Geralmente a rocha sedimentar é bastante macia e pode quebrar ou desintegrar-se facilmente. Muitas vezes é possível ver areia, seixos ou pedras na rocha, e é geralmente o único tipo de rocha que contém fósseis. Exemplos deste tipo de rocha incluem os conglomerado e calcário.

Rocha Metamórfica -
As rochas metamórficas são formadas sob a superfície da terra a partir da metamorfose que ocorre devido ao calor e pressão intensos. As rochas, que resultam de tais processos, muitas vezes têm camadas  e pode ter cristais brilhantes, formadas por minerais que crescem lentamente ao longo do tempo, na sua superfície. Exemplos deste tipo de rocha gnaisse incluir e mármore.

Rocha Ígnea ou Magmática -
formam-se pelo resfriamento do magma, fundido nas profundezas da Terra. O magma é expelido por vulcões ou fissuras na superfície terrestre onde pode se resfriar. Porém, comummente, o resfriamento e a solidificação do material magmático ocorrem no interior da crosta. Em decorrência das altas temperaturas (acima de 1100°C) e o local de formação (interior da Terra) essas rochas não contêm fósseis. A temperatura e pressão constituem problema para a preservação dos restos orgânicos, na forma de fósseis. As rochas ígneas são classificadas em extrusivas e intrusivas. As rochas ígneas intrusivas formam-se quando o magma, trazido de grandes profundidades, atinge a superfície terrestre através de fissuras na crosta, esfria e torna-se rocha. O basalto é um exemplo de rocha ígnea extrusiva. Já as rochas ígneas intrusivas são aquelas que se solidificam abaixo da superfície terrestre. As rochas intrusivas podem, eventualmente, serem expostas na superfície terrestre devido a movimentos tectônicos. Um exemplo de rocha ígnea intrusiva é o granito.

A Escala de Richter

A Escala de Richter, oficialmente chamado de “Escala de Magnitude Richter “é um valor numérico utilizado para medir a força de terremotos. É uma escala logarítmica, com base na amplitude das ondas captadas por uma sismógrafo.
Isto significa que a cada aumento de número inteiro na escala corresponde a um aumento absoluto por um fator de dez. Terremotos mensurados com pelo menos cerca de 2,0 na escala de Richter não são muito graves, e mal podem ser medidos.
Cada número da escala Richter é igual a um aumento de dez vezes na magnitude de um sismo. Em outras palavras, um tremor de 7,0 nesta escala tem uma grandeza de dez vezes maior do que um tremor 6.0 (32 vezes mais energia seria liberada).

A escala de magnitude compara as amplitudes de ondas em um sismograma, e não a força (energia liberada) dos terremotos. Assim, um terremoto de magnitude 8,7 é 794 vezes maior do que um terremoto de magnitude 5.8. medido em sismogramas, mas o terremoto de 8.7 é cerca de 23.000 vezes mais forte que o 5.8.
E de onde vem toda essa energia ?
Antes de um terremoto, as tensões se acumulam na crosta terrestre ao longo do tempo, fazendo com que a energia seja armazenada na forma de deformação elástica (como a de uma mola comprimida). Em última análise, esse estresse acumulado excede a resistência ao cisalhamento da crosta na zona de falha causando uma falha frágil súbita ou de ruptura.

Isto por sua vez provoca o movimento e uma libertação repentina da energia de deformação elástica armazenada sob a forma de ondas sísmicas. A tensão de cisalhamento é a componente de tensão em paralelo a uma determinada superfície, tal como um plano de falha, que resulta das forças aplicadas paralelamente à superfície ou a partir de forças remotas transmitidos através da rocha circundante.