Lei de Lavoisier Show Lavoisier, depois de inúmeros experimentos percebeu que numa reação química a massa permanece constante, ou seja, a massa total do sistema fica inalterada num recipiente fechado. A massa dos reagentes é igual a massa dos produtos. (Na natureza nada se perde, nada se cria, tudo se transforma) Para constatar a lei de Lavoisier é bem simples. Vejamos: para o nosso exemplo vamos tomar a reação entre ácido clorídrico (HCl) e hidróxido de sódio (NaOH). Exemplo 1 HCl(aq.) + NaOH(aq.) -> NaCl(aq.) + H2O(l) aq. = aquoso ( dissolvido em água) Em um tubo em y numa das pernas colocamos a solução aquosa de hidróxido de sódio, na outra a solução de HCl; tampamos e levamos a uma balança para determinar a massa do sistema.vamos supor que a massa é 120 g Em seguida viramos o sistema colocando as substâncias em contato. Ocorrendo a reação que representamos anteriormente, pesamos novamente e encontramos a mesma massa. pesando, encontraremos os mesmos 120 g Exemplo 2 Queima do carvão e do ferro. Na queima do carvão, temos uma diminuição da massa, quando é feita em sistema aberto. Lavoisier determinou que a queima ocorreria com o oxigênio do ar e formava CO2 (gás carbônico) que se perdia no meio ambiente, por isso não se observava a conservação de massa. Mas se a reação for feita em sistema fechado este gás não se perde e a massa é conservada.
Na queima de ferro temos um aumento da massa, quando é feita em sistema aberto. Neste caso o ferro reage com o oxigênio do ar, formando óxido de ferro que é um sólido. O aumento da massa é por conta do oxigênio que estava no estado gasoso. Mas se a reação for feita num sistema fechado, observa-se a conservação da massa.
Portanto, em qualquer reação temos a obediência à lei de Lavoisier, ou seja, a massa dos reagentes é igual à massa dos produtos. Para algumas reações que envolvem substâncias gasosas, a lei da conservação das massas é observada em sistema fechado. Exemplo 3 Receita de bolo Numa receita de bolo, os reagentes são todos os ingredientes e o produto é o bolo. Se pesarmos todos os ingredientes (reagentes) e no final pesarmos o bolo (produto) não teremos a mesma massa, por que? A diferença na massa se dá por causa do fermento, que produz substância gasosa que se desprende do bolo, ocorrendo uma pequena diminuição da massa. Mas se fizermos o bolo num sistema completamente fechado, esta massa ficaria conservada. Sistema fechado: Massa dos ingredientes = Massa do bolo É a partir da lei de Lavoisier que surge o balanceamento das reações químicas (coeficientes do balanceamento), que veremos em outras aulas. Lei de Proust Fazendo vários experimentos, Proust observou que uma substância apresenta sempre a mesma composição qualitativa e quantitativa, ou seja, constituída pelos mesmos elementos e sempre na mesma quantidade. Por exemplo, na água temos: H 11,1% da massa A partir desta constatação, a lei de Proust foi ampliada determinando que numa reação química há uma relação constante entre as massas de todas as substâncias participantes da reação. Exemplo 4
Observe que em todos os casos há obediência à lei de Lavoisier
A partir destes experimentos é importante observar:
Do 1º para o 2º experimento, dobrando-se a massa de cálcio, dobramos a massa de oxigênio e dobramos a massa de óxido de cálcio produzida. Do 1º para o 3º experimento, multiplicando-se por quatro a massa de cálcio, multiplicamos por quatro a massa de oxigênio e também a massa do óxido de cálcio. Qualquer alteração feita numa substância, temos a mesma alteração proporcional em todas as outras substâncias participantes da reação. Voltando à receita do bolo: Já sabemos que a soma das massas dos ingredientes (reagentes) é igual à massa do bolo (produto). - LEI DE LAVOISIER Agora, se você quiser fazer um bolo que tenha o dobro da massa, vai ter de usar o dobro de cada ingrediente. Se preferir fazer um bolo com a metade da massa, tem de usar a metade de cada ingrediente. - LEI DE PROUST VAMOS A UMA RECEITA Torta de mousse de morango. Ingredientes:
Modo de preparar: Cozinhe o morango com a água, o açúcar e a gelatina. Deixe esfriar e bata no liquidificador. Junte o chantili para formar o mousse. Despeje em fôrma de aro removível. Decore com os morangos reservados. Leve à geladeira por 1 hora, desenforme e confeite. Numa receita ocorrem várias reações químicas, e cada uma delas tem suas condições e tempo de ocorrência. Por isso a sequência da mistura dos ingredientes, as condições de temperatura (para cozinhar e depois para esfriar) devem ser seguidas rigorosamente, para que as reações aconteçam de forma a se obter sempre o mesmo produto final. Por isso o modo de preparar é muito importante. Esta receita rende 1 600 g (1,6 kg) de mousse. Mas vamos supor que você vai dar uma festa e quer fazer 8 000 g (8 kg). Portanto, você quer multiplicar esta receita por cinco, logo tem de multiplicar por cinco todos os ingredientes (Lei de Proust), ou seja:
Quando fazemos a notação de uma reação química, temos na verdade uma receita, onde as fórmulas representam os ingredientes e o produto final. Os coeficientes do balanceamento determinam as quantidades de cada ingrediente e dos produtos obtidos. Numa reação, os coeficientes do balanceamento representam o número de mol de cada participante de uma reação. Vamos recordar: massa molar = massa de 1 mol = (massa da fórmula)g O que acontece com a massa durante uma reação química?Ao término de uma reação química, a massa total inicial dos reagentes é igual a massa total final dos produtos. Ou em outras palavras, a massa é conservada quaisquer que sejam as modificações químicas e/ou físicas que a matéria sofra: na natureza, nada se cria e nada se perde.
O que está acontecendo com as massas de reagentes é produtos a cada experimento?c) O que está acontecendo com as massas de reagentes e produto a cada experimento? A cada experimento, as quantidades em massa de reagentes aumentaram, proporcionando dessa forma, uma maior quantidade de produto (água) ao final da reações.
Por que a massa se conserva após uma reação química?Ou ainda, numa reação química a massa se conserva porque não ocorrem criação nem destruição de átomos. Os átomos são conservados; eles apenas se rearranjam. Os agregados atômicos dos reagentes são desfeitos e novos agregados atômicos são formados.
O que é o princípio de conservação de massa?A tão conhecida Lei de Lavoisier, na natureza, nada se cria, nada se perde, tudo se transforma, diz respeito à conservação da massa. Em uma reação química, a massa dos elementos envolvidos antes e depois do evento é a mesma. A partir de vários experimentos, foi possível induzir a lei de conservação da massa.
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