Referência : Lima, L.S., (2015) Princípio das proporções definidas (Lei de Proust), Rev. Ciência Elem., V3(2):142
Autor: Luis Spencer Lima
Editor:
Jorge Gonçalves
DOI: [//doi.org/10.24927/rce2015.142]
A Lei das Proporções Definidas, também conhecida como Lei de Proust, refere que cada composto químico contém sempre a mesma proporção em massa dos elementos que o constituem. Por exemplo, numa mole de moléculas de CO2, 12,0107 g de carbono combinam-se com 31,9988 g de oxigénio para formar 44,0095 g de dióxido de carbono; isto é, no dióxido de carbono, o oxigénio apresenta-se sempre na proporção em massa de 72,7089% para 27,2911% de carbono (a proporção mássica é
Este princípio foi observado e enunciado pela primeira vez pelo químico francês Joseph Proust, baseando-se, para tal, nos resultados das muitas experiências por si efectuadas entre 1798 e 1804.[1] Apesar desta lei parecer algo óbvia actualmente, na realidade na altura em que foi enunciada foi bastante controversa. Isto porque no final do século XVIII não havia ainda uma noção concreta do que era um composto químico. Um dos principais opositores desta lei foi o químico Claude Berthollet, amigo e conterrâneo de Proust. Ele defendia que os elementos podiam combinar-se em qualquer proporção. Em 1803, contudo, surgiu a confirmação da veracidade do princípio defendido por Proust, com o desenvolvimento da teoria atómica pelo químico, físico e meteorologista inglês John Dalton que explicou que a matéria era composta por átomos, que havia um mesmo tipo de átomo para cada elemento e que estes se combinavam em proporções fixas para formar os compostos químicos.[2]
A Lei das Proporções Definidas, ou lei de Proust, é um princípio basilar da estequiometria, juntamente com a Lei das Proporções Múltiplas e a Lei da Conservação da Massa ou Lei de Lavoisier. No entanto, esta lei não tem uma aplicação universal, pois há certos compostos que não obedecem a este princípio. Estes são designados por compostos não-estequiométricos e vieram a dar parcialmente razão à pretensão de Berthollet. Os compostos não-estequiométricos são, em geral, sólidos com defeitos pontuais na malha cristalina, tais como espaços vazios ou átomos que ocupam espaços intersticiais. Estes defeitos fazem com que o mesmo composto químico apresente um excesso ou defeito de um elemento. Por exemplo, a fórmula empírica do óxido de ferro(II), denominado wüstite, é FeO. No entanto, a fórmula química que melhor representa o composto é Fe1–xO, com 0,05
Referências
1. Por exemplo, J.-L. Proust, Ann. Chim. 32 (1799) 26-54; (excerto em inglês em //web.lemoyne.edu/~giunta/proust.html, consultado em 26/01/2010).
2. J. Dalton, A New System of Chemical Philosophy, Vol. 1 (1808); (excerto em inglês em //web.lemoyne.edu/~giunta/dalton.html, consultado em 26/01/2010).
Criada em 27 de Fevereiro de 2010
Revista
em 14 de Julho de 2010
Aceite pelo editor em 13 de Setembro de 2010
A construção do modelo atômico de Dalton teve como suporte a teoria do atomismo proposta por Demócrito e Leucipo.
O modelo atômico de Dalton foi o primeiro na história da humanidade a ser proposto por um cientista. Todavia, desde a Grécia Antiga o homem pensa a respeito da constituição da matéria (tudo aquilo que ocupa lugar no espaço e tem massa). É o caso de Demócrito e Leucipo, que foram aqueles que, no século V a.C., afirmaram que a matéria seria formada por partes pequenas (partículas), indivisíveis e indestrutíveis, o que eles denominaram de átomo. Essas ideias marcaram o início do atomismo (estudo do átomo).
O atomismo começou a tomar um caminho científico por intermédio de experimentos feitos pelo cientista britânico John Dalton entre os anos de 1802 e 1805, quando ele estava estudando a absorção de gases por alguns líquidos (como a água) e correlacionando-a com estudos feitos por vários outros cientistas. Seus experimentos e estudos levaram-no a concluir que:
a matéria apresenta partículas (átomos) que possuem massa;
a combinação de diferentes átomos forma átomos compostos, que seriam as substâncias;
átomos diferentes apresentam massas e tamanhos diferentes;
os átomos não sofrem transformações, são imutáveis;
elementos químicos diferentes apresentam massas diferentes porque seus átomos são diferentes.
Com todos os estudos e trabalhos realizados, Dalton formulou sua teoria atômica (essa teoria também trouxe à tona dizeres de Demócrito e Leucipo), que também é um modelo pelo fato de que a tecnologia precária não permitiu a ele, por exemplo, enxergar o átomo.
O modelo atômico de Dalton traz os seguintes postulados:
O átomo apresenta uma forma esférica;
Todo átomo é maciço e indivisível;
Todo átomo é indestrutível;
Seu modelo para o átomo foi associado a uma bola de bilhar.
A imagem a seguir ilustra bem como o modelo de Dalton pode ser representado:
A bola de bilhar é a ilustração proposta por Dalton para nos ajudar a entender seu modelo
A teoria atômica de Dalton também propôs desenhos esféricos para alguns elementos químicos conhecidos na época, como os representados a seguir:
Representações feitas por Dalton de alguns dos elementos conhecidos na época segundo o seu modelo
O modelo atômico de Dalton foi também importante para a compreensão de alguns conceitos importantes dentro da Química, tais como:
Elemento químico: conjunto de átomos de mesma massa, mesmo tamanho e mesmas propriedades. Por exemplo: no elemento Cobre, todos os átomos que o formam são iguais.
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Átomos iguais representando um elemento químico segundo o modelo de Dalton
Substâncias diferentes: a combinação de átomos diferentes em uma proporção de números inteiros forma substâncias diferentes. Por exemplo: na água, temos a combinação de dois átomos de hidrogênio com um átomo de oxigênio.
Na imagem, temos duas
substâncias diferentes, A e B, pelo fato de apresentarem combinações diferentes de átomos
Reação química: durante uma reação química, os átomos são apenas rearranjados, e não destruídos, o que resulta na formação de novas substâncias. Na imagem a seguir podemos observar que os mesmos átomos presentes nos reagentes estão presentes no produto.
C + O2 → CO2
Segundo o modelo de Dalton, todos os átomos presentes nos reagentes são os mesmos no produto
Massa de uma substância: para saber a massa de uma substância, basta somar as massas de seus átomos. Por exemplo:
CO2 = 12 u do carbono + 2. 16 u de cada carbono
CO2 = 44 u é a massa da substância
Os estudos de Dalton favoreceram ainda a compreensão das ideias presentes nas leis ponderais de Lavoisier e Proust:
Lavoisier afirmava que a soma das massas dos reagentes é igual à soma das massas dos produtos em uma reação química. A explicação dada por Dalton para a conclusão de Lavoisier baseou-se no fato de que os átomos pertencentes aos reagentes são os mesmos pertencentes aos produtos. Logo, a massa seria a mesma.
Proust afirmava que, durante uma reação química, as quantidades obedeciam a uma proporção em massa. A explicação dada por Dalton para a conclusão de Proust é a de que a formação de uma substância obedecia a uma proporção de átomos, logo, em massa.
Aproveite para conferir nossa videoaula sobre o assunto: