Lei de Lavoisier

A lei de Lavoisier, também conhecida como lei da conservação de massas, é uma lei ponderal de extrema importância para a compreensão da Química e suas transformações. Segundo essa lei, em um sistema fechado, o somatório da massa dos produtos é igual ao somatório da massa dos reagentes de uma reação química.

Essa lei foi essencial para compreender o comportamento de gases na reação química, bem como derrubar a teoria do flogístico. Além disso, os ciclos biogeoquímicos, tão importantes para os estudos da ecologia, são fundamentados na lei da conservação de massa. O químico Antoine-Laurent Lavoisier, que dá o nome para a lei, foi guilhotinado durante a Revolução Francesa, em 1794.

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Tópicos deste artigo

• 1 - Resumo sobre a lei de Lavoisier
• 2 - Videoaula sobre a lei de Lavoisier
• 3 - O que diz a lei de Lavoisier?
• 4 - Experimento da lei de Lavoisier
• 5 - Aplicações da lei de Lavoisier
• 6 - Quem foi Antoine Laurent Lavoisier?
• 7 - Exercícios resolvidos sobre a lei de Lavoisier

Resumo sobre a lei de Lavoisier

• A lei de Lavoisier é também conhecida como a lei da conservação de massas.
• Segundo ela, em um sistema fechado, a massa dos reagentes de uma reação química é igual à massa dos produtos.
• Toda a ideia da conservação de massas foi trazida por Lavoisier em seu livro Tratado elementar de Química.
• No Tratado elementar de Química, Lavoisier descreve uma série de experimentos que comprovam a conservação de massas.
• A lei de Lavoisier é essencial para a compreensão dos ciclos biogeoquímicos.
• Lavoisier nasceu no ano de 1743, mas acabou guilhotinado, aos 51 anos, em 1794, durante a Revolução Francesa.

Videoaula sobre a lei de Lavoisier

O que diz a lei de Lavoisier?

A lei de Lavoisier é, na verdade, a lei da conservação de massas. Segundo esta, se uma reação química ocorre em um sistema fechado, a massa se conserva. Ou seja, o somatório da massa dos reagentes é igual ao somatório da massa dos produtos.

Ela é descrita em sua obra mais famosa, o Tratado elementar de Química, de 1789. Em uma de suas discussões, ele afirma:

Nós podemos colocar, como um axioma incontestável, que, em todas as operações da arte e da natureza, nada é criado; uma mesma quantidade de matéria existe da mesma forma antes e depois do experimento; as qualidade e quantidade dos elementos permanecem precisamente as mesmas; e nada acontece além de transformações e modificações na combinação destes elementos. Deste princípio, toda a arte de realizar experimentos químicos depende: nós devemos sempre supor que uma igualdade exata entre os elementos do corpo examinado e os do produto de sua análise.

LAVOISIER, A. Tratado elementar de Química. p. 190-191, 1790.

Tal citação, lembrada por Vidal, Cheloni e Porto (2007)|1|, demonstra Lavoisier apresentando a conservação de massa de forma clara e sucinta, como algo fundamental que deve nortear os trabalhos e experimentos no campo da Química.

Experimento da lei de Lavoisier

Martins e Martins (1993)|2| destacam em seu trabalho que Lavoisier não criou a ideia da conservação de massa em reações químicas, contudo foi o primeiro a utilizá-la de forma contundente, principalmente contra a teoria do flogístico. Aliás, é fato que Lavoisier se destacava pelo seu grande rigor analítico, recolhendo e pesando tudo que utilizava ou produzia em seus experimentos. No Tratado elementar de Química, Lavoisier emprega o princípio da conservação de massa na explicação de diversos experimentos e observações realizadas por ele.

Um desses experimentos consistiu na queima de fósforo em um recipiente fechado. O cientista francês descreve que, ao colocar 61 e ¼ de grãos de fósforo contra 162 polegadas cúbicas de gás oxigênio em uma combustão, apenas 23 e ¼ polegadas cúbicas de oxigênio remanesceram, indicando um consumo de 138 e ¾ de polegadas cúbicas do gás, algo convertido por Lavoisier como 69,375 grãos de gás oxigênio. Acerca do fósforo, o cientista conclui que 16 e ¼ de grãos de fósforo permaneceram no frasco, indicando um consumo de 45 grãos de fósforo durante a combustão.

Daí, Lavoisier diz:

... 45 grãos de fósforo, neste experimento, uniram-se com 69,375 grãos de oxigênio e, como nenhum corpo dotado de massa consegue atravessar o vidro, nós podemos então concluir que a massa da substância resultante da combustão, na forma de flocos brancos, deve ser igual à quantidade de fósforo e oxigênio utilizados, cuja quantidade é de 114,375 grãos.

LAVOISIER, A. Tratado elementar de Química. p. 56, 1790.

Aplicações da lei de Lavoisier

A lei de Lavoisier foi, na Química, importantíssima para explicar o papel dos gases (principalmente o oxigênio) nas reações químicas. Em nosso planeta, a lei de conservação de massa é muito importante, uma vez que os elementos presentes em nosso planeta não são criados, mas sim transformados, seja no alto do monte Everest, seja no fundo da Fossa das Marianas. Para os ecologistas, a conservação de massa é essencial no desenvolvimento e explicação das transformações de ciclos biogeoquímicos, tais como os ciclos da água, carbono, nitrogênio e enxofre.

Quem foi Antoine Laurent Lavoisier?

Lavoisier nasceu em 26 de agosto de 1743, na capital francesa, Paris. Era filho de um rico comerciante e foi estudar no colégio Mazarin. Posteriormente, iniciou seus estudos em Matemática, Física, Astronomia, Química, além de Botânica e Geologia. Aos 22 anos, Lavoisier recebeu uma medalha de ouro da Academia de Ciências por um projeto de iluminação das ruas parisienses e, aos 25 anos, foi eleito membro da Academia Real de Ciências da França.

Foi também aos 25 anos que Lavoisier tomou uma decisão que, posteriormente, seria a razão de sua morte: associou-se à Ferme Générale, uma sociedade privada que tinha o direito de cobrar os impostos em nome do rei. Já em 1771, casou-se com Marie Anne Pierrette Paulze, que já conhecia desde seus 26 anos de idade. Marie Anne, além de esposa, era uma excelente auxiliar para os experimentos de Lavoisier, fazendo, inclusive, a tradução de trabalhos científicos e filosóficos.

Até 1790, ano de publicação do Tratado elementar de Química, Lavoisier também garantiu alguns cargos públicos e políticos, como entre 1785 e 1787, quando foi membro da comissão de agricultura, e em 1789, quando foi eleito deputado suplente aos Estados Gerais.

Em 1789, entretanto, iniciou-se a Revolução Francesa, e os membros da Ferme Générale passaram a ser odiados e perseguidos, encabeçando a lista de inimigos do povo. Cientistas de toda a Europa tentaram interceder por Lavoisier, mas Jean-Baptiste Coffinhal, juíz do Tribunal Revolucionário e que presidiu o julgamento do cientista, soltou a seguinte frase diante dos apelos de sua esposa: “A República não precisa de cientistas ou químicos.”

Lavoisier, então, foi condenado à morte, sendo guilhotinado dia 8 de maio de 1794, aos 51 anos, na Place de la Révolution, em Paris, atual Place de la Concorde. Lavoisier foi para uma vala comum, mas, em 1796, o governo francês providenciou um funeral de honra.

Atribui-se ao matemático francês Joseph-Louis Lagrange a seguinte frase, em referência à morte de Lavoisier: “Só um minuto para cortarem aquela cabeça, e talvez 100 anos não nos deem outra igual.”

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Exercícios resolvidos sobre a lei de Lavoisier

Questão 1

(UFRN 2011) No final do século XVIII, o cientista francês Antoine-Laurent de Lavoisier, considerado o “pai da Química moderna” escreveu:

“Podemos afirmar, como um axioma incontestável, que, em todas as operações da arte e da natureza, nada é criado; uma quantidade igual de matéria existe antes e depois do experimento; a qualidade e a quantidade dos elementos permanecem precisamente as mesmas; e nada ocorre além de mudanças e modificações na combinação desses elementos. Desse princípio depende toda a arte de realizar experimentos químicos. Devemos sempre supor uma exata igualdade entre os elementos do corpo examinado e aqueles dos produtos de sua análise”. (Lavoisier, 1790, p. 130-131)

Lavoisier. Disponível em: www.wikipedia.com.br. Acesso em: 06 jul. 2010.

A lei à qual Lavoisier faz referência no texto constitui um fundamento essencial para compreender e representar as reações químicas. Essa lei é conhecida como

a) lei das proporções múltiplas.

b) lei da conservação de energia.

c) lei da conservação das massas.

d) lei das proporções volumétricas.

Resposta:

Letra C

A lei de Lavoisier, referida no texto, é conhecida como a lei da conservação das massas.

Questão 2

(Uefs-BA 2011) Com o objetivo de comprovar a lei de conservação das massas em uma reação química — lei de Lavoisier —, um béquer de 125,0mL contendo uma solução diluída de ácido sulfúrico, H₂SO₄(aq), foi pesado junto a um vidro de relógio, contendo pequena quantidade de carbonato de potássio, K₂CO₃(s), que, em seguida, foi adicionado à solução ácida. Terminada a reação, o béquer com a solução e o vidro de relógio vazio foram pesados, verificando-se que a massa final, no experimento, foi menor que a massa inicial.

Considerando-se a realização desse experimento, a conclusão correta para a diferença verificada entre as massas final e inicial é:

a) a lei de Lavoisier não é válida para reações realizadas em soluções aquosas.

b) a lei de Lavoisier só se aplica a sistemas que estejam nas condições normais de temperatura e de pressão.

c) a condição para a comprovação da lei de conservação das massas é que o sistema em estudo esteja fechado.

d) o excesso de um dos reagentes não foi levado em consideração, inviabilizando a comprovação da lei de Lavoisier.

e) a massa dos produtos de uma reação química só é igual à massa dos reagentes quando estes estão no mesmo estado físico.

Resposta:

Letra C

Uma das condições para a observação da lei de Lavoisier é a de que o sistema esteja fechado, de modo que massas gasosas não evadam o sistema.

Notas

|1| VIDAL, P. H. O.; CHELONI, F. O.; PORTO, P. A. O Lavoisier que não está presente nos livros didáticos. Química Nova Na Escola. n. 26, nov. 2007.

|2| MARTINS, R. A.; MARTINS, L. C. P. Lavoisier e a conservação da massa. Química Nova. 16 (3). 1993.

Créditos da imagem

[1] RODULFO Tim / Shutterstock

Por Stéfano Araújo Novais
Professor de Química