Trabalho Química LEIS DE LAVOISIER E PROUST EM AÇÃO UM ESTUDO ESTEQUIOMÉTRICO

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LEIS DE LAVOISIER E PROUST EM AÇÃO: UM ESTUDO ESTEQUIOMÉTRICO
 
 
 
INTRODUÇÃO 
 
A estequiometria é um ramo fundamental da química que estuda as relações quantitativas entre as substâncias envolvidas em uma reação química. Ela se baseia no fato de que uma reação química ocorre de acordo com proporções fixas de massa e volume. Isso significa que, para uma reação química específica, uma quantidade definida de um reagente irá reagir com uma quantidade específica de outro reagente para produzir uma quantidade específica de produto. 
Duas leis importantes na estequiometria são a Lei de Lavoisier e a Lei de Proust. A Lei de Lavoisier, também conhecida como Lei da Conservação da Massa, afirma que a massa total dos reagentes em uma reação química é igual à massa total dos produtos. Isso significa que a matéria não é criada nem destruída durante uma reação química. 
Por outro lado, a Lei de Proust, ou Lei das Proporções Definidas, afirma que uma substância química sempre contém seus componentes em proporções fixas por massa. Por exemplo, a água (H₂O) sempre contém hidrogênio e oxigênio na proporção de 1:8 por massa, independentemente da quantidade de água ou de sua fonte. 
Essas leis formam a base da estequiometria e permitem aos químicos preverem e calcularem as quantidades de reagentes necessários e produtos formados em uma reação química. Elas são fundamentais para a compreensão e aplicação da química em uma variedade de contextos, desde a síntese de novos materiais até a compreensão de processos biológicos e ambientais. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
METODOLOGIA USADA PARA CADA QUESTÃO 
Vamos analisar as reações químicas específicas mencionadas nas questões: 
 
Questão 1: A reação entre o ácido fluorídrico (HF) e o óxido de cálcio (CaO) é dada por: 2 HF + CaO -> H₂O + CaF₂. Esta é uma reação estequiométrica, o que significa que os reagentes reagem em proporções fixas. A proporção molar de HF para CaO nesta reação é 2:1, o que significa que dois mols de HF reagem com um mol de CaO. Portanto, se temos 7 mols de HF, a quantidade de CaO que reage estequiometricamente é 7 mols / 2 = 3,5 mols. 
Questão 2: A reação entre o trióxido de enxofre (SO₃) e a água (H₂O) para formar ácido sulfúrico (H₂SO₄) é dada por: SO₃ + H₂O -> H₂SO₄. Esta é uma reação estequiométrica 1:1, o que significa que um mol de SO₃ reage com um mol de H₂O para formar um mol de H₂SO₄. Portanto, se temos uma certa massa de SO₃, podemos calcular a quantidade correspondente de H₂SO₄ que será formada usando as massas molares das substâncias e a lei de Lavoisier. 
Questão 3: A reação entre o enxofre (S) e o oxigênio (O₂) para formar dióxido de enxofre (SO₂) é dada por: S + O₂ -> SO₂. De acordo com a Lei de Lavoisier, a massa total dos reagentes é igual à massa total dos produtos. Portanto, se temos 72g de enxofre reagindo com 72g de oxigênio, a massa total de dióxido de enxofre produzida será a soma dessas duas massas, ou seja, 144g. 
Questão 4: A reação entre o hidróxido de sódio (NaOH) e o ácido clorídrico (HCl) para formar cloreto de sódio (NaCl) e água (H₂O) é dada por: NaOH + HCl -> NaCl + H₂O. Esta é uma reação estequiométrica 1:1:1:1, o que significa que um mol de NaOH reage com um mol de HCl para formar um mol de NaCl e um mol de H₂O. Portanto, se temos uma certa massa de NaOH e HCl, podemos calcular as massas correspondentes de NaCl e H₂O que serão formadas usando as massas molares das substâncias e a lei de Lavoisier. 
Questão 5: A reação entre o dióxido de enxofre (SO₂) e a água (H₂O) para formar ácido sulfúrico (H₂SO₄) é dada por: SO₂ + H₂O -> H₂SO₄. Esta é uma reação estequiométrica 1:1:1, o que significa que um mol de SO₂ reage com um mol de H₂O para formar um mol de H₂SO₄. Portanto, se temos uma certa massa de SO₂ e H₂O, podemos calcular a massa correspondente de H₂SO₄ que será formada usando as massas molares das substâncias e a lei de Lavoisier. 
Questão 6: A reação entre o ácido sulfúrico (H₂SO₄) e o hidróxido de alumínio (Al(OH)₃) para formar sulfato de alumínio (Al₂(SO₄)₃) e água (H₂O) é dada por: H₂SO₄ + Al(OH)₃ -> Al₂(SO₄)₃ + H₂O. Para balancear essa equação, precisamos garantir que o número de átomos de cada elemento seja o mesmo em ambos os lados da equação. A equação balanceada é: 3H₂SO₄ + 2Al(OH)₃ -> Al₂(SO₄)₃ + 6H₂O. 
Resultados e Discussão: 
 
Questão 1: “A reação entre o ácido fluorídrico (HF) e o óxido de cálcio (CaO) é dada por: 2 HF + CaO -> H₂O + CaF₂. Qual a quantidade de óxido de cálcio, em mols, que reage estequiometricamente com 7 mols de ácido fluorídrico?” 
A estequiometria da reação nos diz que 2 mols de HF reagem com 1 mol de CaO. Portanto, se temos 7 mols de HF, a quantidade de CaO que reage estequiometricamente é 7 mols / 2 = 3,5 mols. 
Questão 2: “Trióxido de Enxofre reage com água e obtém ácido sulfúrico, de acordo com a reação: SO3 + H₂O -> H₂SO₄. Qual a massa de ácido sulfúrico (H₂SO₄), em gramas, que pode ser obtida a partir de 56 gramas de trióxido de enxofre (SO₃) e água em excesso?” 
A massa molar do SO₃ é 80 g/mol (32 para o enxofre e 163 para os três átomos de oxigênio). Portanto, 56 gramas de SO₃ correspondem a 56/80 = 0,7 mols de SO₃. Como a reação é estequiométrica 1:1, também obtemos 0,7 mols de H₂SO₄. A massa molar do H₂SO₄ é 98 g/mol (2 para os dois átomos de hidrogênio, 32 para o enxofre e 164 para os quatro átomos de oxigênio), portanto a massa de H₂SO₄ produzida é 0,7 * 98 = 68,6 gramas. 
Questão 3: “Quando 72g de enxofre reagem 72g de oxigênio apresentando como único produto o dióxido de enxofre, podemos afirmar, obedecendo a Lei de Lavoisier, que a massa de dióxido de enxofre produzida é” 
A Lei de Lavoisier, também conhecida como Lei da Conservação da Massa, afirma que a massa total dos reagentes em uma reação química é igual à massa total dos produtos. Portanto, se temos 72g de enxofre reagindo com 72g de oxigênio, a massa total de dióxido de enxofre produzida será a soma dessas duas massas, ou seja, 144g. 
Questão 4: “Analise o quadro a seguir: NaOH + HCl -> NaCl + H₂O 40 g + 36,5 g -> Y + X Verificando as Leis de Lavoisier e de Proust, determine os valores de x, y.” 
Aqui, estamos lidando com a reação entre o hidróxido de sódio (NaOH) e o ácido clorídrico (HCl) para formar cloreto de sódio (NaCl) e água (H₂O). A equação balanceada para essa reação é NaOH + HCl -> NaCl + H₂O. Seguindo as Leis de Lavoisier e de Proust, a massa dos reagentes deve ser 
igual à massa dos produtos. Portanto, temos: 
· x = 40g (massa de NaOH) 
· y = 36,5g (massa de HCl) 
· z = x + y = 76,5g (massa total dos produtos) 
Questão 5: “Analise os dados abaixo: SO₂ + H₂O -> H₂SO₄ 18 g + 144 g -> T + 98 g Quais são os valores de “T”?” 
Nesta questão, temos a reação entre o dióxido de enxofre (SO₂) e a água (H₂O) para formar ácido sulfúrico (H₂SO₄). A equação balanceada para essa reação é SO₂ + H₂O -> H₂SO₄. Portanto, temos: 
· T = 18g (massa de SO₂) + 144g (massa de H₂O) = 162g (massa total dos reagentes) 
Questão 6: “Faça o balanceamento das reações abaixo: a) H₂SO₄ + Al(OH)₃ -> Al₂(SO₄)₃ + H₂O” 
Para balancear a equação química H₂SO₄ + Al(OH)₃ -> Al₂(SO₄)₃ + H₂O, precisamos garantir que o número de átomos de cada elemento seja o mesmo em ambos os lados da equação. A equação balanceada é: 3H₂SO₄ + 2Al(OH)₃ -> Al₂(SO₄)₃ + 6H₂O. 
 
 
Conclusão: 
Os resultados acima demonstram a aplicação prática das leis fundamentais da química e da estequiometria na resolução de problemas relacionados a reações químicas. Eles destacam a importância de entender as proporções em que os reagentes reagem e como a massa é conservada em uma reação química. 
No entanto, é importante notar que esses cálculos assumem que todas as reações ocorrem completamente, o que pode não ser o caso em situações reais. Além disso, eles não levam em conta outros fatores que podem afetar o resultado de uma reação química, como a temperatura, a pressão e a presença de catalisadores. 
Apesar dessas limitações, a estequiometria e as leis da química fornecem uma base sólida para entender e prever os resultados dasreações químicas, tornando-as ferramentas valiosas na química e em muitos campos relacionados.  
 
 
 
REFERÊNCIAS: 
ATKINS, P.; de PAULA, J. Físico-Química: Fundamentos. Rio de Janeiro: LTC, 2011. 
BROWN, T. E.; LeMAY, H. E.; BURSTEN, B. E. Química: A ciência central. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2018. 
CHANG, R. Química Geral: Conceitos essenciais. Porto Alegre: AMGH, 2010.