terça-feira, 15 de agosto de 2017

Lei de Proust

A Lei de Proust também é conhecida como Lei das proporções constantes ou lei das proporções definidas. Essa lei foi inserida pelo químico francês Joseph Louis Proust (1754-1826), que realizou experimentos com substâncias puras e concluiu que, independentemente do processo usado para obtê-las, a composição em massa dessas substâncias era constante. A Lei de Proust é definida assim:  

As massas dos reagentes e produtos participantes de uma reação mantêm uma proporção constante.
Através de análises de inúmeras substâncias adquiridas por diferentes processos foi possível verificar que uma mesma substância tem sempre a mesma composição qualitativa e quantitativa. Por exemplo, qualquer amostra de água apresenta sempre 88,9 % de oxigênio e 11,1 % em massa de hidrogênio combinados na mesma proporção.  

Proust realizou vários experimentos, e conclui que a água (substância pura) é formada de hidrogênio e oxigênio, sempre na proporção constate de 1/8 em massa.  
Veja abaixo a demonstração de como eram feitos os experimentos para comprovar este dado:  
Experimento         Água                Hidrogênio               Oxigênio  
1                             18g                       2g                           16g  
2                             72g                       8g                           64g  
Obs.: Nos dois experimentos foi possível constatar a massa fixa da água.  
A conclusão dos estudos de Proust para a proporção entre as massas de hidrogênio e oxigênio segue a relação:  
Massa de hidrogênio =  2 g    =   8g    = 10g    = 1   
Massa de oxigênio       16 g      64 g      80 g       8
A lei de Proust foi estudada e aprovada, e posteriormente estendida a qualquer reação química.

Exercícios:
01. Sabe-se que 28 g de nitrogênio reagem completamente com 6 g de hidrogênio, formando amônia. Qual será a massa, em gramas de amônia formada, quando 140 g de nitrogênio reagir com hidrogênio suficiente para completar a reação?
02. (UEL-PR) 46,0 g de sódio reagem com 32,0 g de oxigênio formando peróxido de sódio. Quantos gramas de sódio serão necessários para obter 156 g de peróxido de sódio?
a) 23,0
b) 32,0
c) 69,0
d) 78,0
e) 92,0
03. (UESPI) Qualquer que seja a procedência ou processo de preparação do NaCl, podemos afirmar que sua composição é sempre 39,32% de sódio e 60,68% de cloro, com base na lei de:
a) Lavoisier
b) Dalton
c) Proust
d) Richter
e) Avogadro
04. É possível diminuir a acidez do suco de limão adicionando-se a ele uma pequena quantidade de bicarbonato de sódio. A reação que ocorre e que justifica essa diminuição de acidez é apresentada a seguir:
Ácido  +  Bicarbonato  →  citrato  +  água  +  dióxido de
cítrico       de sódio            de sódio                   carbono   
Para uma total neutralização, são necessários 252 g de bicarbonato de sódio para 192 g de ácido cítrico. Qual é a massa de bicarbonato de sódio necessária para neutralizar 0,96 g de ácido cítrico presente em uma limonada?
a) 252 g.
b) 0,192 g.
c) 2,35 g.
d) 1,92 g.
e) 1,26 g.

Fonte bibliográfica:
http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/quimica/lei-proust.htm
http://exercicios.brasilescola.uol.com.br/exercicios-quimica/exercicios-sobre-lei-proust.htm#resp-4
http://exercicios.mundoeducacao.bol.uol.com.br/exercicios-quimica/exercicios-sobre-lei-das-proporcoes-constantes.htm#questao-711

Lei de Lavoisier

A Lei de Lavoisier, postulada em 1785 pelo químico francês Antoine Laurent Lavoisier (1743-1794), corresponde a Lei da Conservação das Massas. Considerado o Pai da Química Moderna, segundo ele: “Na natureza nada se cria, nada se perde, tudo se transforma”. 

Isso explica que as substâncias químicas quando reagem, não são perdidas, ou seja, se transformam em outras, de forma que esses elementos ainda permanecem, no entanto de forma diferente, pois seus átomos são rearranjados. 
As equações químicas são uma forma gráfica de observar essa transformação, por exemplo, na formação do gás carbônico: 
C + O → CO2

A Lei da Conservação das Massas ou Lei de Conservação da Matéria, proposta por Lavoisier postula que: 
"A soma das massas das substâncias reagentes é igual à soma das massas dos produtos da reação."  

Para chegar nessas conclusões, Lavoisier utilizou balanças precisas, envolvendo diversos elementos em recipientes fechados, cujas massas totais dos elementos não variavam antes (reagentes) e depois da reação (produtos), permanecendo constantes. 

Note que se ele realizasse suas experiências num ambiente aberto haveria uma perda de massa, posto que a substância reagiria com o ar. Nesse caso, se observarmos um ferro que com o passar do tempo reage com o ar (resultando na ferrugem), notamos a variação em sua massa inicial, ou seja, ela torna-se maior após o contato entre eles uma vez que apresenta a massa do ferro e a massa do ar. Assim, fica claro que a Lei de Lavoisier é somente aplicada em sistemas fechados.
Exercícios:
01. O cálcio reage com o oxigênio produzindo o óxido de cálcio, mais conhecido como cal virgem. Foram realizados dois experimentos, cujos dados estão alistados na tabela a seguir de forma incompleta:
Descubra os valores de x, y z com o auxílio das Leis de Lavoisier (Lei de Conservação das Massas) e de Proust (Lei das Proporções Constantes).
02. 100 g de calcário é colocada sob aquecimento e se decompõe em 56 g de cal viva e 44 g de gás carbônico. Essa afirmativa está baseada na lei de qual cientista?
a)      Lavoisier
b)      Dalton
c)      Richter
d)     Gay-Lussac
e)      Proust
03. Na reação de neutralização do ácido clorídrico pelo hidróxido de magnésio, sabe-se que 73 g do ácido reage com 58 g do hidróxido com formação de 36 g de água. Baseado nessas informações e utilizando a Lei de Lavoisier, determine a massa do outro produto dessa reação, o cloreto de magnésio.

Fonte bibliográfica:
https://www.todamateria.com.br/lei-de-lavoisier/
http://exercicios.brasilescola.uol.com.br/exercicios-quimica/exercicios-sobre-lei-lavoisier.htm

Íons

Para um átomo ser eletricamente neutro ele precisa ter a mesma quantidade de prótons e elétrons, mas como nem sempre isso ocorre, surge então os compostos denominados de íons. 
Íons são átomos que perderam ou ganharam elétrons em razão de reações, eles se classificam em ânions e cátions:   

Ânion: átomo que recebe elétrons e fica carregado negativamente. 
Exemplos: Nˉ³, Clˉ, Fˉˡ, Oˉ²
No caso dos ânions, os monovalentes apresentam carga -1; os bivalentes possuem carga -2; os trivalentes, -3; e por fim, os tetravalentes possuem a carga -4.

Cátion: átomo que perde elétrons e adquire carga positiva. 
Exemplos: Al⁺³, Na⁺, Mg², Pb
Cátions que apresentam carga +1 são chamados de monopositivos; os que possuem a carga +2 são denominados de dipositivos; os cátions que apresentam carga +3 recebem o nome de tripositivos; e por fim, os que apresentam carga +4 são os tetrapositivos.

Exercícios:
01. (IFSP) O elemento químico Mg (magnésio), de número atômico 12, é um micronutriente indispensável para a realização de fotossíntese, sob a forma de íons Mg². Pode-se afirmar que o número de prótons e o número de elétrons presentes no íon Mg² são, respectivamente, 
a) 2 e 2. 
b) 2 e 10. 
c) 10 e 10. 
d) 10 e 12. 
e) 12 e 10.
02. (Udesc) Um íon de carga ² possui 33 elétrons. O seu número de nêutrons é duas unidades maior que o número de prótons. O número de massa do elemento correspondente será: 
a) 37 
b) 33 
c) 35 
d) 72 
e) 31
03. Das configurações eletrônicas fornecidas a seguir, qual delas corresponde à do cátion do elemento cálcio (17Cl-)?
a) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4
b) 1s2s2 2p6 3s2 3p6 4s2
c) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6
d) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d2
e) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d4
04. (Unificado-RJ) As torcidas vêm colorindo cada vez mais os estádios de futebol com fogos de artifício. Sabemos que as cores desses fogos devem-se à presença de certos elementos químicos. Um dos mais usados para obter a cor vermelha é o estrôncio (Z = 38), que, na forma do íon Sr+2, tem a seguinte configuração eletrônica:
a) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6
b) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2
c) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 5p2
d) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 4d2
e) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p4 5s2
05. (Integrado-RJ) Os sais de Cr6+ são, em geral, solúveis no pH biológico e, portanto, têm fácil penetração; por isso, a sua toxicidade para os seres humanos. Por outro lado, os compostos de Cr3+ são pouco solúveis nesse pH, o que resulta em dificuldade de passar para o interior das células . Indique a opção que corresponde à configuração eletrônica do íon Cr3+. Dado: [Cr] → Z = 24
a) [Ar] 4s2 3d1
b) [Ar] 3d2
c) [Ar] 3d3
d) [Ar] 4s2 3d4
e) [Ar] 4s1 3d5
06. Um íon de certo elemento químico, de número de massa 85, apresenta 36 elétrons e carga +1. Qual é o número atômico desse íon?
a) 35.
b) 36.
c) 37.
d) 49.
e) 85.
07. (FUCMT-MT) O íon de 11²³Na+ contém:
a)11 prótons, 11 elétrons e 11 nêutrons.
b)10 prótons, 11 elétrons e 12 nêutrons.
c)23 prótons, 10 elétrons e 12 nêutrons.
d)11 prótons, 10 elétrons e 12 nêutrons.
e)10 prótons, 10 elétrons e 23 nêutrons.
08. (Fuvest – SP) O número de elétrons do cátion X2+ de um elemento X é igual ao número de elétrons do átomo neutro de um gás nobre. Este átomo de gás nobre apresenta número atômico 10 e número de massa 20. O número atômico do elemento X é:
a) 8
b) 10
c) 12
d) 18
e) 20
09. (FEI-SP) Um cátion metálico trivalente tem 76 elétrons e 118 nêutrons. O átomo do elemento químico, do qual se originou, tem número atômico e número de massa, respectivamente:
a) 76 e 194.
b) 76 e 197.
c) 79 e 200.
d) 79 e 194.
e) 79 e 197.
10. Quando um átomo se transforma em um íon, a variação do número de elétrons (ganho ou perda de elétrons) ocorre sempre na camada ou nível eletrônico mais externo, que é a camada de valência. Com base nisso, faça a distribuição eletrônica dos seguintes íons:
a)      26Fe2+
b)      26Fe3+
c)      15P3- 
Fonte bibliográfica:
https://www.todamateria.com.br/ion-cation-e-anion/
http://exercicios.mundoeducacao.bol.uol.com.br/exercicios-quimica/exercicios-sobre-ions.htm
http://exercicios.mundoeducacao.bol.uol.com.br/exercicios-quimica/exercicios-sobre-distribuicao-eletronica-ions.htm
http://exercicios.mundoeducacao.bol.uol.com.br/exercicios-quimica/exercicios-sobre-numero-atomico-numero-massa.htm
http://exercicios.brasilescola.uol.com.br/exercicios-quimica/exercicios-sobre-distribuicao-eletronica-Ions.htm