Lei de Lavoisier ou lei de conservação da massa

Você sabia que as substâncias podem se juntar, se misturar e originar novas substâncias por meio de reações químicas? E que estas novas substâncias estão presentes no nosso dia a dia? Então venha estudar conosco e se preparar para o Enem!

As leis ponderais foram formuladas no século XVIII, pelos cientistas Antoine Laurent Lavoisier e Joseph Louis Proust. Por meio de experimentos, eles observaram que as reações químicas obedecem a certas leis. Estas leis estão relacionadas com as massas dos elementos químicos dentro das reações químicas. Elas têm também tem como objetivo verificar o comportamento destes elementos nas reações.

As leis ponderais estão representadas pelas Leis de Lavoisier, Proust e de Dalton. Nesta aula iremos estudar a Lei de Lavoisier. Vamos lá?

O que é uma reação química?

Antes de iniciarmos os estudos da Lei de Lavoisier, precisamos entender o que é uma reação química. Lembrando: a matéria pode sofrer 2 tipos de transformações: física e química.

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A transformação física é quando não ocorre alteração de sua constituição. Por exemplo, quando rasgamos uma folha de papel, cortamos um pedaço de madeira, ou o derretimento do gelo. Estes elementos sofrem uma transformação, mas continuam com sua composição inicial (o papel não deixa de ser um papel, apesar de estar rasgado, certo?).

A transformação química ocorre quando há alteração da constituição das substâncias químicas envolvidas. As partículas iniciais são separadas e alteradas e seus átomos se rearranjam, formando novas moléculas ou novas substâncias. Isso representa uma reação química.

As reações químicas são compostas pelas substâncias iniciais, chamadas de reagentes, situadas antes da seta (sinal que caracteriza uma reação química) e pelas substâncias finais, denominadas de produtos, situadas depois da seta.

A   +   B       →      C    +      D

(reagentes)    →       (produtos)

As reações químicas estão presentes em nosso cotidiano, pois ocorrem em nosso organismo, na natureza e nos processos industriais, como na fabricação de alimentos e medicamentos. Para saber se ocorreu uma reação química, alguns fatores podem ser observados durante a transformação como: liberação de um gás; explosão; mudança de cor; alteração na textura do material etc.

Lei de Lavoisier

Essa lei foi postulada em 1785 pelo químico francês Antoine Laurent Lavoisier (1743 – 1794) e corresponde à Lei de Conservação das Massas. Seu enunciado cita:

“Em uma reação química, em um sistema fechado (troca somente energia), a soma das massas das substâncias reagentes é igual à soma das massas dos produtos da reação.”

Lavoisier é considerado o Pai da Química moderna, e o autor da famosa frase: “na natureza nada se cria, nada se perde, tudo se transforma.” 

As substâncias quando reagem entre si, se separam e se transformam em outras substâncias, mantendo seus elementos químicos, mesmo que de forma diferente. Dessa maneira, seus átomos serão rearranjados em outras moléculas ou substâncias.

Lavoisier utilizou em todos os seus experimentos, envolvendo diversos elementos em recipientes fechados, balanças precisas.

Com seus experimentos, Lavoisier mostrou que nas reações de combustão, as massas de todas as substâncias envolvidas permaneciam inalteradas. Isto é, a massa que ele havia pesado no início, antes da reação, era a mesma do final da reação, permanecendo constante. Isso acontecia desde que a reação fosse feita em um recipiente fechado.

Usando o enunciado da lei da conservação das massas: “A soma das massas dos reagentes é igual a soma das massas dos produtos se a reação ocorrer em um recipiente fechado.”

Assim: tem-se os reagentes A e B que formam os produtos C e D:

A   +   B       →      C    +      D

massa de A + massa de B  =  massa de C + massa de D

Uma das reações que Lavoisier realizou foi a combustão do mercúrio metálico, produzindo óxido de mercúrio II:

mercúrio metálico  +  oxigênio    →      óxido de mercúrio II

100,5 g                   8,0 g                        108,5 g

Assim, comprovou que a soma das massas dos reagentes é igual a soma das massas dos produtos. Como outro exemplo temos a imagem abaixo:

Exercícios resolvidos sobre a Lei de Lavoisier

Vamos testar nossos conhecimentos e resolver alguns exercícios juntos?

1) A reação entre 20 g de álcool propílico (C3H8O) e 48 g de oxigênio produziu gás carbônico (CO2) e 24 g de água. A massa de gás carbônico obtido é:

a) 44 g

b) 22 g

c) 61 g

d) 14 g

Resolução:

C3H8O  + 9/2 O2         →         3 CO2   +    4 H2O

20 g          48 g                           x                 24 g

Agora somam-se as massas dos reagentes: 20g + 48g = 68g

As massas dos produtos serão iguais as massas dos reagentes, então : 68g – 24g = 44 g de CO2. Para comprovar esse valor, soma-se 24 g da água com 44 g de CO2 = 68 g.

gab.: a

2) Sabe-se que (6x)g de carbono reagem com (8 + x)g de água produzindo (15 – x)g de óxido de carbono e (x)g de hidrogênio em um recipiente fechado. Calcule:

a) O valor de “x”.

b) As massas de cada substância que participa da reação.

Resolução:

a) Primeiro vamos reconhecer os elementos químicos da reação:

carbono   +     água     →   óxido de carbono   +    hidrogênio

Segundo o valor de cada elemento:

carbono      +      água              óxido de carbono    +   hidrogênio

6x                   ( 8 +  x )                   ( 15 – x )                          x

soma das massas dos reagentes: 6x + 8 + x =  7x + 8

soma das massas dos produtos:  15 – x + x=  15

Aplicando a lei da conservação das massas: soma das massas dos reagentes é igual a soma das massas dos produtos:

7x + 8 = 15

7x = 15 – 8

7x = 7

x = 1

b) o carbono é igual a 6x, que significa que: 6.1 = 6g

a água é igual a 8 + x, que significa que: 8 + 1 = 9g

o óxido de carbono é igual a 15 – x, que significa que: 15 – 1 = 14g

o hidrogênio é igual a x, que significa que: 1g

Dicas para resolver questões

Algumas vezes os enunciados não virão com a fórmula do composto (como você verá nos exercícios mais abaixo). Assim, é importante saber o símbolo dos elementos e as moléculas principais para ganhar tempo e garantir um bom sucesso na prova!

Videoaula

Continue estudando a Lei de Lavoisier com a aula abaixo, gravada pelo professor Sobis para o nosso canal do YouTube!

Exercícios

Resolva os exercícios para fixar o conteúdo

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Sobre o(a) autor(a):

Texto elaborado por Roseli Prieto, professora de Química e Biologia da rede estadual de São Paulo. Já atuou em diversas escolas públicas e privadas de Santos (SP). É Gestora Ambiental e Especialista em Planejamento e Gestora de cursos a distância.

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