Exercícios: Lei da conservação da massa (Lavoisier)

Complete a frase com as palavras que faltam: «Em qualquer reação química, a massa total dos $\dots$ é igual à massa total dos $\dots$: a massa não se cria nem se $\dots$, apenas se transforma».

A Lúcia pesa em um copo fechado duas soluções: antes de misturá-las, a balança marca $185\ \text{g}$. Ao juntá-las, surge um precipitado branco. A figura mostra o copo fechado sobre a balança, antes e depois de misturar.

Quanto a balança marcará depois da reação? Justifique sua resposta com base na lei de Lavoisier.

Deixamos uma vela acesa sobre uma balança, ao ar livre, e vemos que a leitura vai diminuindo aos poucos, como mostra a figura.

Isso significa que está se destruindo matéria? Para onde vai a massa que a balança já não detecta?

Numa reação, $12\ \text{g}$ de carbono combinam-se exatamente com $32\ \text{g}$ de oxigênio, sem que sobre nada, como mostra o esquema.

Qual massa de dióxido de carbono se forma?

Ao aquecer $10\ \text{g}$ de cobre na presença de ar formam-se $12,5\ \text{g}$ de óxido de cobre, como mostra o esquema.

Por que o óxido pesa mais do que o cobre de que provém? Que massa de oxigênio se combinou?

Quando cozinhamos com gás butano, o botijão perde massa pouco a pouco. Isso significa que a matéria desaparece? Explique onde está a massa que o botijão perde.

Um cubo de gelo de $30\ \text{g}$ derrete por completo dentro de um copo bem tampado. Quanto pesará a água líquida resultante? Ocorreu uma reação química? Justifique suas respostas.

O Marcos prepara um bolo: a massa crua pesa $800\ \text{g}$ e, ao tirá-lo do forno, o bolo pesa $750\ \text{g}$. O que aconteceu com os $50\ \text{g}$ que faltam? Essa matéria foi destruída?

Dissolvemos uma pastilha efervescente de $4\ \text{g}$ em um copo aberto com $150\ \text{g}$ de água. Quando termina a efervescência, o copo com o seu conteúdo pesa $152\ \text{g}$. A figura mostra o copo aberto sobre a balança.

1. a) Que massa de gás escapou para o ar?
2. b) Quanto pesaria o conjunto se o experimento tivesse sido realizado em um recipiente fechado?

Uma fita de magnésio de $6\ \text{g}$ queima no ar e são recolhidos $10\ \text{g}$ de óxido de magnésio em pó.

1. a) Que massa de oxigênio do ar se combinou com o magnésio?
2. b) Se queimássemos $12\ \text{g}$ de magnésio com oxigênio em excesso, que massa de óxido obteríamos?

Dentro de uma campânula de vidro hermética existem $250\ \text{g}$ de ar e uma vela de $20\ \text{g}$. Nós a acendemos e, passado algum tempo, a vela pesa $14\ \text{g}$. A figura mostra a campânula fechada.

1. a) Qual é a massa total do conteúdo da campânula nesse momento?
2. b) Em quanto aumentou a massa do ar misturado com os gases produzidos?

Num copo fechado misturamos $100\ \text{g}$ de uma solução com $50\ \text{g}$ de outra e se forma um precipitado sólido de $8\ \text{g}$.

1. a) Qual é a massa total do conteúdo do copo após a reação?
2. b) Se depois filtrarmos e retirarmos o precipitado seco, que massa resta no líquido?

Um prego de ferro de $28\ \text{g}$ é deixado ao ar livre e, quando fica completamente oxidado, o óxido de ferro formado pesa $40\ \text{g}$.

1. a) Que massa de oxigênio se fixou a partir do ar?
2. b) Expresse essa massa de oxigênio em miligramas.

Num fogareiro de camping queimam-se $58\ \text{g}$ de butano consumindo $208\ \text{g}$ de oxigênio do ar.

1. a) Que massa total de produtos (dióxido de carbono e vapor de água) se forma?
2. b) Se a água produzida for de $90\ \text{g}$, que massa de dióxido de carbono foi emitida?

Um frasco aberto contém $200\ \text{g}$ de água oxigenada, que se decompõe lentamente liberando oxigênio gasoso. Quando a decomposição termina, restam $184\ \text{g}$ de água.

1. a) Que massa de oxigênio escapou do frasco?
2. b) Explique por que esse resultado não contraria a lei da conservação da massa.

O tanque de uma moto perde $5\ \text{kg}$ de gasolina em uma viagem, mas pelo cano de escape saem $22\ \text{kg}$ de gases.

1. a) De onde vem a massa adicional expelida pelo cano de escape?
2. b) Calcule a massa de oxigênio do ar que participou da combustão.

Num forno de cal, aquecem-se $100\ \text{kg}$ de calcário e obtêm-se $56\ \text{kg}$ de cal viva.

1. a) Um operador afirma: «Perdeu-se massa, portanto Lavoisier estava errado». Explique a ele por que isso não é verdade.
2. b) Calcule a massa de dióxido de carbono que saiu pela chaminé.
3. c) Como você repetiria o experimento para verificar a lei da conservação da massa de forma direta?

Lavoisier aqueceu mercúrio durante doze dias numa retorta (um recipiente de vidro fechado) que continha ar. O mercúrio se cobriu de um pó vermelho e a sua massa aumentou, enquanto o ar do interior perdeu uma parte do seu volume. A figura mostra a retorta fechada.

1. a) Por que razão aumentou a massa do mercúrio?
2. b) De onde veio a massa que ele ganhou?
3. c) Explique por que razão a massa total da retorta fechada não se alterou durante o experimento.

Planeje uma atividade experimental com uma garrafa, uma bexiga, vinagre e bicarbonato para demonstrar a lei da conservação da massa mesmo quando na reação se libera um gás. Descreva a montagem passo a passo, preveja o que a balança marcará antes e depois da reação e indique dois erros experimentais que poderiam comprometer a verificação.

Um toro de madeira de $2\ \text{kg}$ queima na lareira e, quando o fogo se apaga, restam apenas $100\ \text{g}$ de cinzas.

1. a) Isso significa que desapareceram $1,9\ \text{kg}$ de matéria?
2. b) Explique que produtos se formaram e onde eles estão agora.
3. c) O que você teria de medir para verificar que a massa se conserva?

Aquecemos sobre uma balança um rolo de palha de aço de $50\ \text{g}$ até queimar; o resíduo restante pesa $68\ \text{g}$. A figura mostra a balança antes e depois da queima.

1. a) A massa aumentou ou diminuiu? De onde surgiu a diferença?
2. b) Preveja o que a balança marcaria se pudéssemos pesar também o ar que reagiu.
3. c) Explique por que esta experiência de «ganho» de massa confirma a lei de Lavoisier da mesma forma que as experiências de «perda».

Numa nave espacial selada, um astronauta consome cerca de $840\ \text{g}$ de oxigênio por dia e expira cerca de $1000\ \text{g}$ de dióxido de carbono e cerca de $400\ \text{g}$ de vapor de água.

1. a) A massa do que expira é superior à do oxigênio que respira: de onde vem a diferença?
2. b) A massa total da nave com todo o seu conteúdo se altera? Justifique.
3. c) Se a massa se conserva, por que é necessário um sistema que purifique o ar da cabine?

Um grupo de alunos verifica a conservação da massa em uma reação de precipitação e registra: massa antes de misturar, $164,8\ \text{g}$; massa depois, $164,6\ \text{g}$.

1. a) Esses dados refutam a lei de Lavoisier?
2. b) Calcule a diferença entre as duas medições e expresse-a em miligramas.
3. c) Indique duas possíveis causas experimentais para essa pequena discrepância.

Numa festa, uma vela de faíscas de $80\ \text{g}$ queima por completo e o resíduo sólido que fica na haste pesa $52\ \text{g}$.

1. a) Que massa a vela de faíscas perdeu ao queimar?
2. b) Um amigo diz: «Como perdeu massa, aqui não se cumpre a lei da conservação da massa». Corrija-o.
3. c) Que papel o oxigênio do ar desempenha na massa da fumaça liberada?