Lei volumétrica de Gay-Lussac Como já vimos, o final do século XVIII e o início do século XIX foram importantes para o estabelecimento das bases que estruturaram a Química como ciência. São desse período as leis relativas às massas dos participantes de uma reação (ponderais) e a teoria atômica de Dalton, pesquisador que elaborou a primeira tabela de massas atômicas relativas dos elementos. Nessa mesma época, Joseph Louis Gay-Lussac (1778-1850) fez experimentos com os volumes dos gases envolvidos numa reação sob as mesmas condições de pressão e temperatura. Com base nesse trabalho, foi possível avaliar as massas atômicas, como veremos adiante. Vamos analisar os dados de um desses experimentos. Veja a síntese do gás amônia: Relação entre os volumes de hidrogênio, nitrogênio e amônia nas mesmas condições de temperatura e pressão gás nitrogênio
gás amônia
(1)
gás hidrogênio 3L
1L
2L
(2)
0,3 L
0,1 L
0,2 L
(3)
900 mL
300 mL
600 mL
1
DIVULGAÇÃO PNLD
Note que há uma proporção entre os volumes dos gases reagentes e o volume do produto gasoso, medidos à mesma pressão e temperatura: 3 V : 1 V : 2 V (P, T constantes) Com base nas constatações experimentais, Gay-Lussac concluiu: “Nas mesmas condições de temperatura e pressão, os volumes dos gases participantes de uma reação química mantêm relações que podem ser expressas por números inteiros e pequenos”. Numa reação entre gases pode ou não haver conservação de volume. Na síntese do amoníaco, por exemplo, para cada 4 volumes de reagentes (3 volumes de gás nitrogênio (N2) e 1 volume de gás hidrogênio (H2), obtêm-se 2 volumes de produto (gás amônia, NH3). Nesse caso, a reação ocorre com contração de volume.
Princípio de Avogadro A teoria atômica de Dalton não permitia que fossem explicados os resultados experimentais obtidos por Gay-Lussac. Em 1811, Lorenzo Romano Amedeo Carlo Avogadro, conhecido por Amedeo Avogadro (1776-1856), enunciou uma hipótese que conseguia justificar tais resultados, valendo-se da ideia de que as unidades constituintes dos gases eram moléculas e que estas poderiam ser formadas por mais de um átomo. Vamos equacionar a síntese da amônia, lembrando que no início do século XIX ainda não se conhecia a composição das substâncias e, consequentemente, suas fórmulas. Ou seja, naquela época seria impossível equacionar uma reação química da forma como fazemos hoje. A proporção entre os volumes gasosos tem relação com a equação. Estudando a hipótese então proposta por Avogadro, você poderá entender o porquê dessa relação.
1 N2(g)
262
+
3 H2(g)
2 NH3(g)
nitrogênio
hidrogênio
amônia
1V
3V
2V
Unidade 4 Estado gasoso
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MATRIZ NOVA
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