LEIS PONDERAIS
Lei de Lavoisier
Lei de Lavoisier, também conhecida como lei da conservação das massas, foi proposta por Antoine Laurent Lavoisier por volta de 1775 e afirma o seguinte:
“Na natureza, nada se cria, nada se perde, tudo se transforma”.
Esta lei foi formulada após Lavoisier realizar um experimento usando uma certa massa de óxido de mercúrio como reagente, o qual foi aquecido dentro de um sistema fechado. O produto desta reação química foi mercúrio e oxigênio, cujas massas somadas foram idênticas ao número da massa do reagente. A equação química da reação descrita acima está mostrada abaixo:
Com esse experimento, Lavoisier chegou à seguinte conclusão:
“Em um sistema fechado, a massa total dos reagentes é igual à massa total dos produtos”.
Matematicamente, temos:
Observe o exemplo a seguir:
A lei de Lavoisier foi a primeira das leis das combinações químicas, também conhecidas como leis ponderais.
As leis ponderais são aquelas que relacionam as massas dos participantes de uma reação química. Por meio dela, foram surgindo outras leis que explicavam as regularidades que acontecem nas combinações químicas.
VAMOS TREINAR!!!
Questão 1: (PUC-SP/1996) Querendo verificar a Lei de Conservação das Massas (Lei de
Lavoisier), um estudante realizou a experiência esquematizada a seguir:
Terminada a reação, o estudante verificou que a massa final era menor que a massa inicial. Assinale a alternativa que explica o ocorrido:
A - a Lei de Lavoisier só é válida nas condições normais de temperatura e pressão. B - a Lei de Lavoisier não é válida para reações em solução aquosa.
C - de acordo com a Lei de Lavoisier, a massa dos produtos é igual à massa dos reagentes, quando
estes se encontram no mesmo estado físico.
D - para que se verifique a Lei de Lavoisier é necessário que o sistema seja fechado, o que não
ocorreu na experiência realizada.
Questão 2: O cálcio reage com o oxigênio produzindo o óxido de cálcio, mais conhecido como cal
virgem. Foram realizados dois experimentos, cujos dados estão alistados na tabela a seguir de forma incompleta:
Descubra os valores de x, y e z com o auxílio das Leis de Lavoisier (Lei de Conservação das Massas) e de Proust (Lei das Proporções Constantes).
Questão 3: Na reação de neutralização do ácido clorídrico pelo hidróxido de magnésio, sabe-se que
73 g do ácido reage com 58 g do hidróxido com formação de 36 g de água. Baseado nessas informações e utilizando a Lei de Lavoisier, determine a massa do outro produto dessa reação, o cloreto de magnésio.
Questão 4: Observe a seguir uma tabela que relaciona certos dados obtidos em algumas reações de
síntese realizadas em laboratório sem excessos de reagentes:
Reagente I
Reagente II
Produto
A g de grafita 96 g de gás oxigênio 132 g de gás carbônico 12g de gás hidrogênio B g de gás nitrogênio 68 g de gás amônia 80 g de cálcio metálico C g de gás oxigênio 112 g de óxido de cálcio 448 g de ferro metálico 256 g de enxofre D g de sulfeto ferroso
E g de gás hidrogênio 56 g de gás oxigênio 63 g de água
48 g de magnésio F g de gás oxigênio 80 g de óxido de magnésio
Com base na lei de Lavoisier, indique os valores das massas que substituiriam corretamente as letras A, B, C, D, E e F nessas reações: a) 120 g, 56 g, 32 g, 500 g, 63 g, 23 g. b) 36 g, 80 g, 71 g, 448 g, 56 g, 42 g. c) 36 g, 56 g, 32 g, 704 g, 7 g, 32 g. d) 36 g, 56 g, 32 g, 704 g, 7 g, 42 g. e) 228 g, 80 g, 192 g, 704 g, 119 g, 128 g.
Lei de Proust
A Lei de Proust, mais conhecida como Lei das Proporções Constantes ou Lei das Proporções Definidas, foi proposta pelo químico francês Joseph Louis Proust em 1799.
Proust analisou diversas substâncias e descobriu que a proporção ou composição em massa de cada um dos elementos que formam determinada substância era constante, independentemente do seu processo de obtenção.
Por exemplo, ao se passar uma corrente contínua na água (eletrólise), ela é decomposta em seus constituintes: hidrogênio e oxigênio. Os dados experimentais mostram que as massas dessas duas substâncias sempre estarão na mesma proporção de 1:8, como mostram os exemplos abaixo:
Com os resultados desses experimentos, Proust enunciou a seguinte lei ponderal, que recebeu o nome de lei das proporções constantes:
“Toda substância possui uma proporção em massa constante em sua composição.”
De acordo com o exemplo acima, a relação entre as massas de hidrogênio e oxigênio será sempre a mesma no caso da composição da água, qualquer que seja a massa de água considerada.
Isso significa que, para formar uma molécula de água, o hidrogênio se combinará com o oxigênio na proporção de 1 para 8 em massa. Ou seja, reagindo 1 g de hidrogênio com 8 g de oxigênio, obtemos 9 g de água. Veja os exemplos abaixo:
Para entender o que diz essa lei, considere um exemplo: Ao realizar experimentos, observamos que 10,0 g de cobre metálico reagem com 5,06 g de enxofre, formando como produto 15,06 g de sulfeto cúprico.
Cu(s) + S(s) → CuS(s)
↓ ↓ ↓
10,0 g 5,06 g 15,06 g
Segundo a lei de Proust, essa reação sempre ocorrerá nessa mesma proporção de massas. Por exemplo, se dobrarmos o valor do cobre metálico usado, veja o que acontecerá:
Cu(s) + S(s) → CuS(s) + Cu(s)
↓ ↓ ↓ ↓
20,0 g 5,06 g 15,06 g 10,0 g
parte em excesso parte que não reagiu
Veja que os 10 gramas de cobre sobraram como excesso e só reagiu a massa que a proporção definiu. O mesmo ocorre se dobrarmos a quantidade de enxofre:
Cu(s) + S(s) → CuS(s) + S(s)
↓ ↓ ↓ ↓
10,0 g 10,12 g 15,06 g 5,06 g
Mas se seguirmos a proporção e aumentarmos ou diminuirmos igualmente todas as massas, a reação ocorrerá de forma completa, sendo consumidos todos os reagentes, e a massa do produto também seguirá sempre as mesmas proporções:
Questão 5: Sabe-se que 28 g de nitrogênio reagem completamente com 6 g de hidrogênio,
formando amônia. Qual será a massa, em gramas de amônia formada, quando 140 g de nitrogênio reagir com hidrogênio suficiente para completar a reação?
Questão 6: (UEL-PR) 46,0 g de sódio reagem com 32,0 g de oxigênio formando peróxido de sódio.
Quantos gramas de sódio serão necessários para obter 156 g de peróxido de sódio? a) 23,0
b) 32,0 c) 69,0 d) 78,0 e) 92,0
Questão 7: São anotados os seguintes valores nas experiências I, II e III
Determine os valores de x, y, z, w e k mencionando a(s) Lei(s) empregadas nestas determinações.
Experiência Carbono + Oxigênio Gás Carbônico + Excesso
( I ) 12,0 g X 44,0 g 0 g
( II ) Y 8,0 g Z 0 g
Questão 8: Observe na tabela a seguir as massas dos reagentes e do produto de uma reação que
foram obtidas em várias experiências:
Baseado na lei das proporções constantes de Proust, determine os valores de A, B, C, D, E e F, respectivamente: a) 56g, 68g, 3g, 17g, 6g, 11g b) 34g, 46g, 20g, 34g, 28g, 5g c) 56g, 34g, 6g, 34g, 28g, 11g d)34g, 68g, 3g, 34g, 6g, 11g e) 46g, 58g, 3g, 17g, 6g, 11g
