COMPROVAÇÃO DA LEI DE CONSERVAÇÃO DE MASSA USANDO EQUAÇÕES QUÍMICAS

LEI DE CONSERVAÇÃO DE MASSA OU LEI DE LAVOISIER

Uma das leis fundamentais da Química é sem dúvida a Lei de Lavoisier também conhecida como Lei de Conservação de Massa. Esta Lei é popularmente conhecida como “na natureza nada se cria, nada se perde, tudo se transforma”.

Do ponto de vista químico a lei de Lavoisier ou Lei de conservação de massa pode ser enunciada da seguinte maneira: “numa reacção química que ocorre num sistema fechado, o somatório das massas dos reagentes é igual ao somatório das massas dos produtos”.

Isso significa que, quando uma reacção química ocorre num sistema fechado (aquele que permite a troca de energia com a vizinhança, mas não permite a troca de matéria) a massa antes e depois da reacção química deve ser a mesma, pois durante a ocorrência de uma reacção química os átomos dos elementos não são destruídos e nem criados. Se não há criação ou destruição de átomos significa que a mesma quantidade de átomos que existia no início da reacção química é a mesma que existe no fim da reacção química, o que muda é a forma como os átomos se encontram ligados entre si, portanto, as massas dos reagentes e produtos obrigatoriamente devem ser iguais.

Pode-se comprovar que isso é verdade por meio de equações químicas devidamente acertadas (balanceadas). Na realidade o acerto (balanceamento) de equações químicas possibilita igualar o número de átomos nos dois lados da equação química e, portanto, fazer com que a quantidade de átomos seja igual nos reagentes e produtos.

COMPROVAÇÃO DA LEI DE LAVOISISER ATRAVÉS DAS EQUAÇÕES QUÍMICAS

Para comprovar a lei de conservação de massa usando as equações químicas deve-se escrever a equação da reacção e de seguida acerta-lá. Feito isso calcula-se a massa molar de cada substância que participa da reacção química e por fim pode-se fazer a comprovação da lei de conservação de massa efectuando-se o somatório das massas dos reagentes e produtos tendo em conta também dos coeficientes estequiométricos usados no acerto das equações químicas.

Exemplo 1

Comprove a lei de conservação de massa usando a seguinte equação da reacção química

C_(s) + O_2(g) → CO_2(g)

Como se vê, a equação da reacção química está devidamente acertada, pois há um átomo de carbono (C) nos reagentes e também um átomo de C nos produtos. Da mesma forma, há dois átomos de Oxigénio nos dois lados da equação química, então a equação da reacção química está devidamente acertada.

Cálculo das massas molares

M(C) = 12 g/mol

M(O₂) = 2 ∙ 16 = 32 g/mol

M(CO₂) = 12 + 2 ∙ 16 = 44 g/mol

Comprovar a lei de conservação de massa

Por baixo de cada substância na equação da reacção química coloca-se a massa molar da respectiva substância (se necessário esta deve ser multiplicada pelo coeficiente estequiométrico dessa substância na equação da reacção química) e faz-se a soma das massas nos reagentes e produtos. A seta pode ser substituída por um sinal de igualdade (=) durante o somatório das massas.

Como se vê, nos reagentes e produtos a massa é de 44 g, portanto, a massa dos reagentes e produtos é igual. Logo a lei de conservação de massa foi obedecida.

Exemplo 2

Comprove a lei de conservação de massa usando a seguinte equação da reacção química

Ca(OH)_2(aq) + H₃PO_4(aq) → Ca₃(PO₄)_2(s) + H₂O_(l)

Contando os átomos de cada elemento nos reagentes e produtos pode-se verificar que a equação da reacção química não está acertada, portanto, antes de qualquer coisa, a equação da reacção química deve acertada.

3 Ca(OH)_2(aq) + 2 H₃PO_4(aq) → Ca₃(PO₄)_2(s) + 6 H₂O_(l)

Depois de acertada a equação da reacção química procede-se ao cálculo da massa molar de cada uma das substâncias químicas que participa da reacção química.

Cálculo das massas molares

M[Ca(OH)₂] = 40 + 2 ∙ 16 + 2 ∙ 1 = 74 g/mol

M(H₃PO₄) = 3 ∙ 1 + 31 + 4 ∙ 16 = 98 g/mol

M[Ca₃(PO₄)₂] = 3 ∙ 40 + 2 ∙ 31 + 4 ∙ 2 ∙ 16 = 310 g/mol

M(H₂O) = 2 ∙ 1 + 16 = 18 g/mol

Comprovar a lei de conservação de massa

Observe atentamente a equação da reacção devidamente acertada

3 Ca(OH)_2(aq) + 2 H₃PO_4(aq) → Ca₃(PO₄)_2(s) + 6 H₂O_(l)

Como se pode ver, antes de Ca(OH)₂ existe o número 3, o que sigifica que a massa molar de Ca(OH)₂ deve ser multiplicada por esse 3. Da mesma forma, a massa molar de H₃PO₄ será multiplicada por 2 e a massa molar da água (H₂O) por 6.

Antes de Ca₃(PO₄)₂ não aparece nenhum número o que quer dizer que existe o número 1 que por regra não se escreve já que fica subentendido.

Portanto, o somatório das massas dos reagentes é igual ao somatório das massas dos produtos, assim, foi obedecida à lei de conservação de massa.

Exemplo 3 (atenção aqui)

Comprove a lei de conservação de massa usando a seguinte equação da reacção química

N_2(g) + H_2(g) ⇌ NH_3(g)

Cálculo das massas molares

M(N₂) = 2 ∙ 14 = 28 g/mol

M(H₂) = 2 ∙ 1 = 2 g/mol

M(NH₃) = 14 + 3 ∙ 1 = 17 g/mol

Comprovar a lei de conservação de massa

Neste caso, o somatório das massas dos reagentes e dos produtos é diferente! Por quê?

É simples, a equação da reacção química não está acertada. Sempre que a equação da reacção química não estiver acertada o somatório das massas dos reagentes e produtos será diferente, portanto, não será obedecida a lei de conservação de massa. Para que seja obedecida a lei de conservação de massa é fundamental que a equação da reacção química esteja devidamente acertada.

Observe o mesmo exemplo, mas com a equação acertada:

Comprovar a lei de conservação de massa

Portanto, com a equação da reacção devidamente acertada o somatório das massas dos reagentes é igual ao somatório das massas dos produtos, logo a lei de conservação de massa foi obedecida.

TESTE O QUE APRENDEU!

Comprove a lei de conservação de massa usando as seguintes equações das reacções químicas

a) H₂ + O₂ → H₂O

b) SO₂ + O₂ ⇌ SO₃

c) H₂O₂ → H₂O + O₂

d) H₂ + Cl₂ → HCl

e) C₃H₈ + O₂ → CO₂ + H₂O

 

 

Por: Miguel Pascoal

Licenciado em Ensino de Química

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