Lei das proporções definidas (Proust)

Complete a frase com as palavras que faltam: «Quando dois ou mais elementos se combinam para formar um determinado $\dots$, fazem isso sempre na mesma proporção em $\dots$, qualquer que seja a quantidade de $\dots$ ou a sua procedência».

Analisamos água destilada de um laboratório e água da chuva coletada e purificada. Em que proporção se combinam o hidrogênio e o oxigênio em cada uma? O que diz a lei de Proust sobre a procedência das amostras?

Na água, o hidrogênio e o oxigênio se combinam na proporção de $1\ \text{g}$ de hidrogênio para cada $8\ \text{g}$ de oxigênio. Quantos gramas de oxigênio se combinarão com $4\ \text{g}$ de hidrogênio?

Para formar dióxido de carbono, o carbono e o oxigênio se combinam na proporção de $3\ \text{g}$ de carbono para cada $8\ \text{g}$ de oxigênio. Que massa de oxigênio é necessária para queimar por completo $9\ \text{g}$ de carbono?

Se $1\ \text{g}$ de hidrogênio reage exatamente com $8\ \text{g}$ de oxigênio, que massa de água se forma? De que outra lei das reações químicas você precisou além da de Proust?

O cálcio e o oxigênio se combinam na proporção $5:2$ para formar cal viva (óxido de cálcio).

1. a) Qual massa de cálcio se combina com $16\ \text{g}$ de oxigênio?
2. b) Qual massa de cal viva se obtém?

Decompomos por completo $90\ \text{g}$ de água em seus elementos (proporção $1:8$ entre hidrogênio e oxigênio). Que massa de hidrogênio e que massa de oxigênio se obtêm?

No amônia, o nitrogênio e o hidrogênio combinam-se na proporção $14:3$.

1. a) Que massa de hidrogênio se combina exatamente com $28\ \text{g}$ de nitrogênio?
2. b) Que massa de amônia se forma?

O magnésio e o oxigênio se combinam na proporção $3:2$ ao formar o óxido de magnésio. Se analisarmos $20\ \text{g}$ de óxido de magnésio, que massa de magnésio e que massa de oxigênio ele contém?

Uma amostra de água contém $2\ \text{g}$ de hidrogênio e $16\ \text{g}$ de oxigênio; outra amostra contém $5\ \text{g}$ de hidrogênio e $40\ \text{g}$ de oxigênio. A figura compara a composição das duas amostras.

Calcule a proporção entre hidrogênio e oxigênio em cada amostra e deduza se podem ser o mesmo composto.

Uma amostra contém $3\ \text{g}$ de carbono e $8\ \text{g}$ de oxigênio, e outra contém $3\ \text{g}$ de carbono e $4\ \text{g}$ de oxigênio. Podem ser o mesmo composto? Justifique a sua resposta com base na lei de Proust.

Um laboratório analisa duas amostras de um óxido de ferro. A amostra A contém $14\ \text{g}$ de ferro e $6\ \text{g}$ de oxigênio; a amostra B contém $21\ \text{g}$ de ferro e $9\ \text{g}$ de oxigênio. Calcule a proporção de cada uma e conclua se são o mesmo composto.

Um laboratório recebe $250\ \text{g}$ de um mineral branco que o fornecedor garante ser óxido de cálcio puro (proporção cálcio:oxigênio $5:2$). A análise encontra $175\ \text{g}$ de cálcio e $75\ \text{g}$ de oxigênio.

1. a) Verifique se o mineral pode ser óxido de cálcio puro.
2. b) Que massa de oxigênio deveria acompanhar $175\ \text{g}$ de cálcio se o fosse?
3. c) Proponha uma explicação para o resultado da análise.

O cobre pode formar dois óxidos distintos. Em uma amostra, $8\ \text{g}$ de cobre se combinam com $2\ \text{g}$ de oxigênio; em outra amostra, $8\ \text{g}$ de cobre se combinam com $1\ \text{g}$ de oxigênio. A figura compara a composição das duas amostras.

Trata-se do mesmo óxido? Como você sabe?

Analisamos três amostras de «óxido de ferro». A amostra A contém $14\ \text{g}$ de ferro e $6\ \text{g}$ de oxigênio; a amostra B, $14\ \text{g}$ de ferro e $4\ \text{g}$ de oxigênio; a amostra C, $21\ \text{g}$ de ferro e $9\ \text{g}$ de oxigênio.

1. a) Calcule a proporção ferro:oxigênio de cada amostra.
2. b) Quais delas são o mesmo composto?
3. c) Explique por que o ferro pode originar mais de um óxido diferente.

O carbono e o oxigênio podem formar dois gases diferentes. Na amostra A existem $6\ \text{g}$ de carbono e $8\ \text{g}$ de oxigênio; na amostra B existem $6\ \text{g}$ de carbono e $16\ \text{g}$ de oxigênio. A figura mostra o modelo de cada molécula.

1. a) Calcule a proporção carbono:oxigênio de cada amostra.
2. b) São o mesmo composto?
3. c) Sabendo que um dos gases é o monóxido de carbono (muito tóxico) e o outro é o dióxido de carbono, explique por que a lei de Proust permite distingui-los, embora sejam formados pelos mesmos elementos.

Num recipiente fechado colocamos $10\ \text{g}$ de hidrogênio e $64\ \text{g}$ de oxigênio e fazemos com que reajam (a proporção de combinação é $1:8$). A figura mostra o recipiente antes da reação.

1. a) O hidrogênio reage todo?
2. b) Que massa de água se forma?
3. c) Sobra algum gás? Que massa?

Queimamos $12\ \text{g}$ de carbono com $40\ \text{g}$ de oxigênio (a proporção de combinação é $3:8$).

1. a) Quanto oxigênio é consumido?
2. b) Que massa de dióxido de carbono se forma?
3. c) Que massa de oxigênio fica sem reagir?

Misturamos $16\ \text{g}$ de hidrogênio com $100\ \text{g}$ de oxigênio e provocamos a reação (proporção $1:8$).

1. a) Qual massa de cada gás reage?
2. b) Qual massa de água se forma?
3. c) Qual massa de hidrogênio sobra?

Um aluno afirma: «Se eu colocar o dobro do oxigênio, a água formada terá o dobro do oxigênio». Para verificar isso, colocamos $4\ \text{g}$ de hidrogênio com $64\ \text{g}$ de oxigênio (o dobro do necessário).

1. a) Calcule a massa de água que se forma e a massa de oxigênio que sobra.
2. b) Explique, com base na lei de Proust, por que o aluno se engana.

Em um experimento formamos água combinando $2\ \text{g}$ de hidrogênio com $16\ \text{g}$ de oxigênio. Em outro experimento decompomos $9\ \text{g}$ de água e obtemos $1\ \text{g}$ de hidrogênio e $8\ \text{g}$ de oxigênio.

1. a) Verifique que ambos os resultados cumprem a lei das proporções definidas.
2. b) Explique a diferença entre os dois experimentos (síntese e análise) e justifique por que a proporção é a mesma em ambos.

Em um primeiro experimento, $4\ \text{g}$ de cobre se combinam exatamente com $1\ \text{g}$ de oxigênio. Em um segundo experimento, partimos do dobro do cobre.

1. a) Que massa de oxigênio se combinará com $8\ \text{g}$ de cobre?
2. b) Que massa de óxido se obtém em cada experimento?
3. c) A proporção de combinação depende da quantidade de amostra utilizada? Justifique.

Uma turma mede a composição da água e obtém $10,2\ \text{g}$ de hidrogênio e $79,8\ \text{g}$ de oxigênio.

1. a) Calcule a proporção oxigênio/hidrogênio (com uma casa decimal) e compare-a com a proporção teórica $8:1$.
2. b) Devemos concluir que a lei de Proust falha? Justifique a resposta.
3. c) Indique duas causas possíveis para a pequena discrepância em relação ao valor teórico.