ENEMPEDIA

Artigos rápidos de preparação para o ENEM

Leis Ponderais: Lei de Lavoisier e Lei de Proust

Leis ponderais são a base da estequiometria que o ENEM cobra o tempo todo. Ao dominar a Lei de Lavoisier (conservação de massa) e a Lei de Proust (proporções definidas), você interpreta fenômenos do cotidiano, monta contas rápidas e evita erros clássicos. Palavras-chave para fixar e otimizar SEO: leis ponderais, Lei de Lavoisier, Lei de Proust, conservação da massa, proporções definidas, composição em massa, estequiometria, ENEM.

A Lei de Lavoisier afirma: em um sistema fechado, a massa total dos reagentes é igual à massa total dos produtos. Nada se perde, nada se cria, tudo se transforma. Em provas, significa que qualquer “massa faltante” virou gás, vapor ou ficou dissolvida; se o sistema estiver aberto, a balança pode “perder” massa porque um gás escapou.

Ideias-âncora de Lavoisier para usar na hora:

  1. Trabalhe mentalmente “Sistema fechado = massa igual antes e depois.”
  2. Se houver gás liberado em sistema aberto, a massa medida diminui exatamente a massa do gás.
  3. Em reações discretas (como decomposição), a soma das massas dos produtos deve reconstituir a massa do reagente inicial.

Exemplo rápido (decomposição do carbonato de cálcio): CaCO3(s) → CaO(s) + CO2(g). Usando massas molares aproximadas (CaCO3 ≈ 100 g/mol; CaO ≈ 56 g/mol; CO2 ≈ 44 g/mol), 25 g de CaCO3 produzem 14 g de CaO e 11 g de CO2. Em sistema fechado, os 25 g aparecem ao final somados nos produtos; em sistema aberto, a amostra sólida “perde” 11 g porque o CO2 escapou.

A Lei de Proust ou das proporções definidas diz: um composto puro apresenta sempre a mesma composição em massa dos elementos que o formam, independentemente da origem do material ou do método de preparo. Água é água em qualquer lugar: em H2O, a razão de massas H:O é 2:16 = 1:8 (≈ 11,1% H e 88,9% O).

Mapeie Proust com passos simples:

  1. Calcule a massa molar do composto.
  2. Converta a fórmula nas “fatias” de massa de cada elemento.
  3. Transforme em porcentagens (massa do elemento / massa total × 100).
  4. Use a mesma proporção para qualquer amostra desse composto.

Exemplo (água): M(H2O) = 18 g/mol. Em 18 g, há 2 g de H e 16 g de O. Em 36 g, haverá 4 g de H e 32 g de O. A proporção 1:8 se mantém.

Por que essas leis importam no ENEM? Porque elas são o “chão” de quase todo cálculo químico básico. Você usa Lavoisier para fechar balanços de massa e conferir resultados. Usa Proust para ir de fórmulas a porcentagens, de porcentagens a fórmulas mínimas e para julgar se amostras são o mesmo composto ou não.

Conexões que caem muito:

• Conservação de massa ↔ balanceamento de equações: ao ajustar coeficientes, você garante que o número de átomos (e a massa total) é igual dos dois lados.

• Proporções definidas ↔ composição centesimal: a partir da fórmula, calcule % de cada elemento e compare com dados da questão.

• Mistura versus composto: se a proporção variar, provavelmente é mistura; se for constante, é composto puro.

Erros comuns (e como evitar):

• “Perdi massa” numa reação que libera gás: lembre do sistema. Fechado = massa constante; aberto = balança registra perda do gás.

• Confundir porcentagem em massa com fração molar: Proust trabalha com massa; mol é outra grandeza.

• Usar massas atômicas erradas: para provas objetivas, adote H=1, C=12, N=14, O=16, Na=23, Cl=35,5, Ca=40, Fe=56 (salvo instruções do enunciado).

Passo a passo rápido para problemas de Lavoisier:

  1. Some as massas iniciais do que está de fato dentro do sistema (recipiente + reagentes, se for o caso).
  2. Identifique substâncias que podem escapar (CO2, H2, H2O na forma de vapor).
  3. Escreva: massa inicial = massa final (fechado). Em sistema aberto, massa final = massa inicial − massa do que escapou.
  4. Se precisar separar produtos, use a equação química e, se necessário, uma regra de três com massas molares.

Passo a passo rápido para problemas de Proust:

  1. A partir da fórmula, encontre a razão de massas dos elementos.
  2. Transforme em porcentagens.
  3. Cheque se os dados do enunciado batem com a mesma razão (% ou razão simples de massas).
  4. Se o enunciado trouxer composição centesimal e pedir fórmula mínima, converta % em mol, divida tudo pelo menor e ajuste a inteiros simples.

Exemplo integrado (Proust + Lavoisier com NaCl): NaCl tem Na:Cl = 23:35,5. Em qualquer amostra de cloreto de sódio puro, %Na ≈ 23/58,5 ≈ 39,3% e %Cl ≈ 60,7%. Se numa análise achar “Na 40% e Cl 60%”, está dentro da variação de arredondamento. Se achar “Na 30% e Cl 70%” em material supostamente “NaCl”, desconfie: pode haver impurezas (mistura), não é o composto puro.

Dicas de tempo e precisão para a prova:

• Esboce sempre um “balanço de massas” em uma linha: m(inicial) = m(produtos) + m(perdas).

• Em cálculos percentuais, faça uma “amostra fictícia” de 100 g para converter % direto em gramas.

• Prefira contas proporcionais com números redondos da própria equação (como 100 → 56 + 44 no CaCO3).

Aplicações que o ENEM gosta:

• Tratamento de água (formação de precipitados e liberação de gases).

• Comburente/combustível (combustão) com CO2 e H2O.

• Decomposição térmica (calcinação) e variação de massa de amostras sólidas.

• Identificação de compostos por composição centesimal.

Mini-exercícios guiados para fixar:

• Se 10 g de bicarbonato de sódio reagem com excesso de ácido acético em frasco aberto liberando 2,2 g de CO2, a massa da mistura líquida cai para 7,8 g (Lavoisier aplicado em sistema aberto).

• Se sulfato de cobre(II) anidro (CuSO4) vira CuSO4·5H2O, a massa aumenta porque água foi incorporada; em sistema fechado, a balança registra o ganho; em aberto, depende de onde a água veio/foi.

Resumo de bolso para SEO e revisão: leis ponderais, Lei de Lavoisier, conservação da massa, sistema fechado, gás que escapa, Lei de Proust, proporções definidas, composição centesimal, fórmula mínima, estequiometria no ENEM.

SIMULADO ENEM

(1) Em um sistema fechado, aquecem-se 10 g de CaCO3 até decompor completamente em CaO e CO2. Considerando a Lei de Lavoisier, a massa total medida ao final será:

A) 5 g

B) 9 g

C) 10 g

D) 14 g

E) 25 g

Comentário de resolução: em sistema fechado, m(reagentes) = m(produtos). A massa total permanece 10 g, independentemente da partição entre CaO e CO2. Gabarito: C.

(2) Duas amostras puras de cloreto de sódio, A e B, foram obtidas por processos distintos. Na amostra A, 5,85 g de NaCl contêm 3,55 g de Cl. Na amostra B, 11,7 g de NaCl contêm:

A) 3,55 g de Cl, pois a massa de cloro é constante.

B) 6,10 g de Cl, pois a porcentagem de cloro é a mesma.

C) 7,10 g de Cl, pois há mais cloro em processos sintéticos.

D) 5,85 g de Cl, pois as massas se igualam em Proust.

E) 3,55 g de Cl, pois a quantidade de cloro depende do sódio.

Comentário de resolução: em NaCl, a composição em massa é definida. Se 3,55 g de Cl estão em 5,85 g (≈ 60,7% de Cl), então em 11,7 g (o dobro), a massa de Cl dobra: 7,10 g. Lei de Proust aplicada por proporção direta. Gabarito: C.

(3) Em recipiente fechado, reagem 12 g de carbono sólido com 40 g de oxigênio gasoso, formando CO2. Considere C + O2 → CO2. Ao final da reação, qual é a massa de CO2 formada e qual a massa de O2 que sobra?

A) 32 g de CO2; 20 g de O2 em excesso

B) 44 g de CO2; 8 g de O2 em excesso

C) 44 g de CO2; 0 g de O2 em excesso

D) 52 g de CO2; 0 g de O2 em excesso

E) 12 g de CO2; 28 g de O2 em excesso

Comentário de resolução: 12 g C = 1 mol; 40 g O2 = 1,25 mol. A razão estequiométrica é 1:1; o reagente limitante é o C. Consomem-se 1 mol (32 g) de O2, sobrando 0,25 mol (8 g). Forma-se 1 mol de CO2 (44 g). Em Lavoisier: 12 + 40 = 44 + 8, conferindo massa total. Gabarito: B.

Resumindo: Lavoisier garante o fechamento das massas; Proust fixa a composição dos compostos. Com esses dois pilares, quase toda questão inicial de estequiometria do ENEM vira uma sequência curta de contas seguras.

Deixe um comentário