Realizar cálculos envolvendo a Lei de Lavoisier é colocar em prática o seu enunciado, que diz:
“Na natureza, nada se perde, nada se cria, tudo se transforma.”
Quando temos um processo químico (reação ou transformação química), a massa existente antes é exatamente igual à massa após o processo, desde que ocorra em um recipiente fechado. Isso pode ser comprovado com uma simples experiência de produção do cloreto de sódio a partir de ácido clorídrico e hidróxido de sódio.
HCl + NaOH → NaCl + H2O
Se calcularmos a massa de HCl e NaOH antes e depois do experimento, verificaremos que ela é exatamente a mesma. Dessa forma, podemos afirmar que:
A soma das massas dos reagentes = A soma das massas dos produtos
Assim, em uma reação genérica em que A e B são reagentes e C e D são produtos, a soma da massa de A com a massa de B terá o mesmo resultado que a soma da massa de C com a massa de D:
A + B → C + D
mA + mB = mC + mD
Tome como exemplo a reação de formação da amônia (cujos reagentes são H2 e N2, e o produto é o NH3), que é representada pela equação balanceada abaixo:
3 H2 + 1 N2 → 2 NH3
Se misturarmos 6 gramas de H2 com 28 gramas de N2 em um recipiente fechado, podemos determinar a massa de NH3 utilizando a lei de Lavoisier. Veja:
mH2 + mN2 = mNH3
6 + 28 = mNH3
34 = mNH3
Sempre que conhecermos a massa de boa parte dos participantes de uma reação, poderemos determinar a massa desconhecida de um deles aplicando a lei de Lavoisier.
Veja agora alguns exemplos de cálculos envolvendo a lei de Lavoisier:
Exemplo 1: Dada a seguinte reação de combustão do etanol:
C2H6O + 3 O2 → 2 CO2 + 3 H2O
De acordo com a estequiometria da reação, 10 g de etanol reagem com 21 g de oxigênio, produzindo 19 g de gás carbônico e 12 g de água. Pode-se afirmar que esse caso está de acordo com a lei de:
a) Dalton.
b) Boyle.
c) Proust.
d) Charles.
e) Lavoisier.
Dados do exercício:
mC2H6O = 10 g
mO2 = 21 g
mCO2 = 19 g
mH2O = 12 g
Apliquemos, nesse caso, a Lei de Lavoisier, que é mais prática e envolve massas:
A soma das massas dos reagentes = A soma das massas dos produtos
mC2H6O + mO2 = mCO2 + mH2O
10 + 21 = 19 + 12
31 = 31
Veja que o experimento realizado obedece à lei de Lavoisier. Portanto, a resposta certa é a letra e).
Exemplo 2: A reação entre 20 g de álcool propílico e 48 g de oxigênio produziu 24 g de água e gás carbônico. A massa de gás carbônico obtida foi de?
C3H8O + 9/2 O2 → 3 CO2 + 4 H2O
a) 44 g.
b) 22 g.
c) 61 g.
d) 88 g.
e) 18 g.
Dados do exercício:
mC3H8O = 20 g
mO2 = 48 g
mCO2= x g
mH2O = 24 g
Aplicando o enunciado da Lei de Lavoisier, temos:
A soma das massas dos reagentes = A soma das massas dos produtos
mC3H8O + mO2 = mCO2 + mH2O
20 + 48 = x + 24
68 = x + 24
68 – 24 = x
44 = x
Portanto, a resposta correta é a letra a).
Exemplo 3: Dada a seguinte reação de combustão do etanol:
CH4 + 2 O2 → 1 CO2 + 2 H2O
De acordo com a estequiometria da reação, 10 g de metano reagem com certa massa de oxigênio, produzindo 27,5 g de gás carbônico e 22,5 g de água. Pode-se afirmar que a massa de oxigênio necessária para que todo hidrocarboneto reaja é de:
a) 12 g.
b) 40 g.
c) 21 g.
d) 32 g.
e) 64 g.
Dados do exercício:
mCH4 = 10 g
mO2 = x
mCO2 = 27,5 g
mH2O = 22,5 g
Aplicando o enunciado da Lei de Lavoisier, temos:
A soma das massas dos reagentes = A soma das massas dos produtos
mCH4 + mO2 = mCO2 + mH2O
10 + x = 27,5 + 22,5
10 + x = 50
x = 50 - 10
x = 40 g
Portanto, a resposta correta é a letra b).
Aproveite para conferir nossa videoaula relacionada ao assunto:
