Leis Ponderais: Lei de Proust e Lei de Dalton

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As Leis Ponderais são três: Lavoisier, Proust e Dalton. Nesta aula iremos abordar apenas a Lei de Proust e a Lei de Dalton, uma vez que a lei de Lavoisier tem uma aula só pra ela.

O que são Leis Ponderais

As Leis Ponderais se referem às massas dos elementos químicos envolvidos nas reações químicas. Elas têm também como objetivo investigar o comportamento destes elementos nas reações. Para começar nossa aula, vamos recordar rapidamente a Lei de Lavoisier, ou Lei da conservação das massas. Segundo essa lei, “a soma das massas dos reagentes é igual a soma das massas dos produtos”.

Isso ocorre porque quando reagem entre si, as substâncias 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. Fácil, não é mesmo? Agora, vamos ver as demais Leis Ponderais que são tema desta aula.

Lei de Proust

A Lei de Proust também é conhecida como Lei de Proporções ou Lei das Constantes.

Joseph Louis Proust (1754 – 1826) foi um químico e farmacêutico francês. Ele verificou que a quantidade de matéria dos reagentes e a quantidade de matéria dos produtos que participam de uma reação química, obedecem sempre a uma proporção fixa e definida.

Em seus experimentos com substância puras, Proust observou que, independentemente do processo utilizado para obtê-las, a composição em massa dos elementos era sempre constante. Assim, se a massa de um reagente dobrar, o mesmo acontece com a massa do produto.

As massas dos reagentes e dos produtos podem se alterar com a reação química, mas sempre terão relações proporcionais.

Exemplos da Lei de Proust

Temos como exemplo: uma reação entre carbono e oxigênio formando gás carbônico:

Experiência	Carbono	Oxigênio	Gás carbônico
1	6g	16g	22g
2	12g	32g	44g

Neste exemplo simples, podemos verificar duas leis ponderais:

a) Lavoisier: soma das massas dos reagentes é igual a soma das massa dos produtos. Assim:

Na experiência 1: 6 g de carbono  +  16 g de oxigênio = 22 g de gás carbônico.

Na experiência 2: 12 g de carbono  + 32 g de oxigênio = 44 g de gás carbônico.

Então, as 2 experiências estão de acordo com a lei de Lavoisier.

b) Lei de Proust: se dividirmos a massa de cada elemento das 2 experiências, teremos uma razão constante. Assim, 6/12 = 1/2 ; 16/32 = 1/2   e 22/44 = 1/2.

Em outro exemplo temos a produção de ácido clorídrico (HCl), a partir de gás cloro (Cl₂) e gás hidrogênio (H₂), por meio de 3 experimentos distintos:

gás cloro  +  gás hidrogênio      →     ácido clorídrico

Experiência	Cl2	H2	2HCl
1ª	71 g	2 g	73 g
2ª	142 g	4 g	146 g
3ª	213 g	6 g	219 g

Pela Lei de Proust, observa-se que para formar ácido clorídrico, ocorre sempre a proporção de 2/71:

Dividindo: 4/142 = 2/71 (experiência número 2) e 6/213 = 2/71 (experiência número 3).

Utilizamos 3 experimentos para formar a mesma substância (HCl), assim, se dividirmos as massas da primeira experiência pela segunda experiência, teremos o mesmo valor: 71/142 = 0,5 ; 2/4 = 0,5 ;  73/146 = 0,5.

Videoaula sobre leis de Lavoisier e Proust

Para aumentar seus conhecimentos sobre a Lei de Proust, assista ao vídeo:

Lei de Dalton

John Dalton (1776 – 1844), químico britânico, criou diversas teorias, dentre elas a Teoria Atômica, que segundo a qual: toda matéria é formada por pequenas partículas maciças e esféricas, chamadas átomos. Os elementos são formados por átomos isolados iguais, com massa e tamanho semelhantes, sendo indivisíveis. A combinação de diferentes átomos formava substâncias diferentes.

Além da importantíssima Teoria Atômica, os escritos de Dalton confirmaram as leis ponderais de Lavoisier e de Proust.

Segundo Dalton, a matéria é formada por átomos, que não podem ser criados e nem destruídos. Assim, se o número de átomos permanece constante durante uma reação química, a massa do sistema também se manterá constante, comprovando a Lei de Lavoisier.

E que se a proporção em número de átomos é constante, a proporção em massa também será constante, comprovando a Lei de Proust.

Com a realização de experimentos voltados às massas dos reagentes e dos produtos das reações químicas, Dalton criou a Teoria das Proporções Múltiplas. Nesta teoria, verificamos que a massa fixa de um dos elementos se combina com massas diferentes de um segundo elemento. Isto forma compostos diferentes, onde a massa desses compostos tem relação com a multiplicidade dos números.

Podemos citar:

N₂   +    O₂                →              diferentes compostos

28 g   +    16 g                                  N₂O   (44 g)

28 g   +    32 g                                  N₂O₂ (60 g)

28 g   +    48 g                                  N₂O₃ (76 g)

28 g   +    64 g                                  N₂O₄ (92 g)

28 g   +    80 g                                  N₂O₅ (108 g)

Exercício resolvido sobre as Leis Ponderais

Para compreender melhor esse conteúdo de química, vamos resolver um exercício juntos?

1) 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).

Resolução:

A lei de Lavoisier diz que a massa no sistema permanece constante, portanto, temos:

40 g + x = 56 g

x = (56 – 40) g

x = 16g

A Lei de Proust diz que a proporção se mantém constante, então se a massa do oxigênio era 16 g e passou para 32 g, isso significa que ela dobrou. Assim, todos os outros valores também dobraram:

• y = 40 . 2 = 80 g
• z = 56 . 2 = 112 g

Exercícios sobre as leis ponderais

Agora, é com você! Para finalizar sua revisão, teste seus conhecimentos com esses exercícios:

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