Lei de Proust

Lei de Proust ou Lei das Proporções Definidas

A Lei de Proust trata do seguinte enunciado:

“A proporção, em massa, dos elementos que participam da composição de uma substância é sempre constante e independente do processo químico pelo qual a substância é obtida. ”

Em outras palavras, em uma reação química, observada por uma série de experimentos, a proporções das massas dos reagentes ou entre as massas dos produtos é constante. Essa proporção é característica de cada reação, significa que independe da quantidade de reagentes utilizados no processo. Vejamos um exemplo:

A água, independente da fonte, do tratamento, seja do rio ou do mar, pelos estudos que temos ao longo do processo de desenvolvimento da química, será sempre composta por dois hidrogênios e um oxigênio, na proporção de 1g de H para cada 8g de O.

Observemos uma serie de experimentos feitos a partir da reação do H e do O na formação da molécula de H₂O.

Experimento	Hidrogênio (g)	Oxigênio (g)	Água (g)
1	10	80	90
2	4	32	36
3	0,02	0,16	0,18
4	1		9
5	0,3		2,7

* (g) – gramas

Podemos perceber que a proporção entre as massas é constante: 1:8.

As massas observadas são diferentes, porém, a proporção entre elas não varia, é fixa, ou seja, na formação da molécula de água, a massa do oxigênio é sempre oito vezes maior que a massa do hidrogênio. Proust observou essa relação em uma serie de experimentos com substâncias puras. Observemos também que a massa dos produtos é sempre a soma das massas dos reagentes, contemplando a Lei de Lavoisier. A lei de Proust serviu, tempo depois, como base para a Teoria Atômica de Dalton.

As contribuições de Proust permitiram aos cientistas a criação de uma fórmula fixa para cada composto químico, por isso, hoje em dia, representamos a molécula de água em H₂O.

Consequências da Lei de Proust

Outras contribuições podemos considerar dos postulados de Proust, tais como a possibilidade do cálculo estequiométrico e a fórmula porcentual das massas de uma reação.

Fórmula Percentual

Representa a porcentagem, em massa, dos elementos que formam os compostos químicos em relação a 100g do composto considerado. Por exemplo:

1) Quanto de Hidrogênio é necessário para reagir com oxigênio e formar 100g de agua? Sabemos que 9g de água se formam proporcionalmente por 1 g de H, 100g de água se formam:

2) Se 9 g de água se formam a partir de 8g de O, quanto de O é necessário para formar 100g de água?

Podemos expressar:

A soma dos valores deve dar 100%, portanto a composição em porcentagem da água é:

11,11% de hidrogênio;
88,89% de oxigênio;

Cálculo Estequiométrico

O cálculo estequiométrico se baseia na Lei de Proust, permitindo a aplicação das proporções para determinarmos as quantidades de reagentes e produtos de uma dada reação química, podendo ser expressas em massa, volume, ou em mols.

	2 CO(g) + 1O2 (g) → 2 CO2 (g)
Mols	2 mol	1 mol	1 mol
Massa	2 . 28 g	1 . 32 g	2 . 44 g
Volume (CNTP)	2 . 22,4 L	1 . 22,4 L	2. 22,4 L
Moléculas	2 . 6,02.1023	1 . 6,02.1023	2 . 6,02.1023

*Dados: massas molares dos compostos, CO (28g/mol); O₂ (32g/mol); CO₂ (44g/mol).

No quadro temos um exemplo de cálculo estequiométrico, podemos perceber que as proporções se mantêm constantes, conforme a lei de Proust. Os coeficientes mostram a proporção dos compostos participantes da reação química.

Exercícios

1) Ao realizarmos um determinado experimento, ao mínimo três vezes, nas mesmas condições de pressão e temperatura, porém, utilizando massas diferentes de um dos reagentes, a proporção entre elas será a mesma para os demais componentes da reação. Que lei faz essa suposição?

Resposta: A lei de Proust. Em uma reação química, observada por uma série de experimentos, a proporções das massas dos reagentes ou entre as massas dos produtos é constante.

2) Dada a seguinte expressão:

Carbono + Oxigênio →  Gás Carbônico
12 g             x                       44 g
y               16 g                      z

Determine os valores de x, y e z.

Resposta: Sabemos que pela lei de Lavoisier a soma das massas dos reagentes deve ser igual a soma das massas dos produtos. Portanto, 12 g + x = 44 g, logo:

x = 44 -12 → x = 32 g.

Pela lei de proporção de Proust, temos:  32 g de oxigênio (valor de x) produzem 44 g de gás carbônico, logo:

32 g O —— 44 g de CO₂
16 g     ——           z

Assim:

z = (16 . 44) /32 → z = 22 g de CO₂.

Pelo mesmo raciocínio podemos determinar y, porém, de forma mais objetiva, pelos valores obtidos, a proporção é de 1:2, se são necessários 12 g de carbono e 32 g de oxigênio para obter 44 g de gás carbônico, precisamos da metade da quantidade de carbono para obtermos 22 g de gás carbônico. Portanto, o valor de y é igual a 6 g.

Bons estudos!

David Pancieri Peripato