Lei de Lavoisier

A Lei de Conservação das Massas foi publicada pela primeira vez em 1760, num ensaio do químico russo Mikhail Lomonosov. No entanto, a sua obra não teve sucesso e coube ao químico francês, Antoine Laurent Lavoisier (1743-1794), o papel de tornar mundialmente conhecida a Lei de Lavoisier.

Este cientista foi muito importante para a ciência e até foi considerado o pai da química moderna.

Lavoisier realizou inúmeras experiências com reações químicas envolvendo o uso de balanças de alta precisão para a época.

Os estudos experimentais realizados por Lavoisier levaram-no a concluir que, numa reação que se processe num sistema fechado, a massa permanece constante, ou seja, a soma das massas dos reagentes é igual à soma das massas dos produtos:

m(reagentes) = m(produtos)

Existe uma famosa frase para enunciar a Lei de Lavoisier: «Na Natureza nada se cria, nada se perde, tudo se transforma».

Isto significa que durante as reações químicas não há criação nem perda de massa, o que ocorre é a transformação das substâncias reagentes noutras substâncias.

Para um melhor entendimento do proposto por Lavoisier, seguem-se alguns exemplos:

Exemplo 1

Quando 2 gramas de hidrogénio reagem com 16 gramas de oxigénio verifica-se a formação de 18 gramas de água.

Exemplo 2

Colocam-se 65 gramas de zinco dentro de um vidro contendo 98 gramas de ácido sulfúrico e fecha-se o vidro. Na reação química que ocorre entre as duas substâncias há formação de sulfato de zinco e hidrogénio. A massa de sulfato de zinco juntamente com a massa de hidrogénio será de 163 gramas, ou seja, a soma das massas resultantes da reação é igual à soma das massas das substâncias reagentes.

Exemplo 3

Quando um pedaço de ferro (Fe) é deixado ao ar, este vai ficando com ferrugem, ou seja, vai sofrendo uma reação química. Quando se compara a massa inicial do ferro com a massa de ferro “enferrujado” verifica-se que este último tem uma massa maior. O que acontece aqui é que os reagentes desta reação química são ferro (sólido) e material gasoso (proveniente do ar). Portanto, tem-se massa do ferro + massa dos gases (ar) = massa do ferro “enferrujado”. O sistema inicial é constituído por ferro e ar e o sistema final é constituído por ferro “enferrujado”. Deste modo, o aumento de massa efetivamente não existiu. Por isto, é necessário utilizar sistemas fechados para verificar a Lei de Lavoisier.

Para todos estes exemplos pode-se constatar que não houve ganho nem perda de massa, o que ocorreu foi a transformação das substâncias reagentes noutras substâncias.

Atualmente sabe-se que a Lei de Lavoisier, como inicialmente foi proposta, só não se aplica no seu enunciado original às reações nucleares, onde a energia envolvida é proveniente da transformação significativa de matéria em energia. Uma reação nuclear geralmente envolve transmutação nuclear, na qual, além da mudança nas naturezas dos núcleos dos átomos participantes, a massa inicial dos núcleos reagentes é maior do que a massa final de núcleos produzidos no processo, ocorrendo o fenómeno conhecido como “perda de massa”. Esta massa perdida é transformada em energia, que pode ser calculada pela equação de Einstein.

Como a energia global é sempre mantida nas reações nucleares há conservação da energia + massa de reagentes e produtos em vez de ser só da massa, como previsto pela Lei de Lavoisier para as reações químicas.

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References:

Chang, R., «General Chemistry», McGraw-Hill, 4º Ed., 1990.

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