A Lei de Proust, Lei das Proporções Constantes ou ainda Lei das Proporções Fixas, como também é conhecida, foi elaborada pelo químico francês Joseph Louis Proust em 1794. Essa lei diz que dois ou mais elementos (reagentes) ao se combinarem para formar substâncias, preservam entre si proporções fixas.
Quem foi Proust?
Joseph Louis Proust foi Professor de Química e Farmacêutico francês nascido em Angers, na França, em 26 de setembro de 1754. Proust tinha o hábito de analisar o conteúdo de qualquer coisa.
Morou na Espanha em 1789, pois havia fugido da Revolução Francesa. Nesse período Proust lecionou química na academia de artilharia de Segóvia e em Salamanca. Também trabalhou em Madrid, no laboratório de Carlos IV. Já no ano de 1816, foi escolhido para ingressar na Academia de Ciências da França.
No período em que trabalhou no Hospital de Salpetrière realizou muitas publicações sobre a urina, ácido fólico e alúmen. Quando morou na Espanha, se dedicou ao estudo de alguns minerais. Alguns desses trabalhos foram voltados à extração do açúcar das uvas.
No ano de 1797 Proust formulou a Lei das Proporções Constantes. Nesse período a Lei de Proust foi muito questionada pelos cientistas, principalmente pelo químico Vlaude-Louis Berthollet.
Porém, no ano de 1808 ficou reconhecido que o químico tinha razão. Embora a lei tenha sido formulada por John Dalton, a parte empírica era atribuída à Proust. Essa lei foi fundamental para fortalecer na Química o conceito do átomo.
Segundo a Lei de Proust, um composto químico apresenta, invariavelmente, os mesmos elementos nas mesmas proporções, em massa.
Ele ainda chegou a estudar sobre sais orgânicos e, por conta disso, é estimado como um dos fundadores da análise química. Proust morreu em Angers, sua cidade natal, no ano de 1826.
Vale lembrar que na época em que foram realizados os experimentos, os cientistas não tinham à disposição aparelhos modernos de pesagem. As balanças que existiam nesse período conseguiam obter um peso, mas não muito assertivo. Porém, isso não atrapalhou os avanços da ciência e os conceitos que se tem acesso hoje em dia.
Tanto a Lei de Proust, quanto a Lei de Lavoisier são exemplos de Leis Ponderais, isto é, são leis que relacionam as massas dos participantes de uma reação química.
Ficou com alguma dúvida? Acessa o vídeo abaixo:
Para entender melhor o que diz essa lei, veja o exemplo abaixo:
Aplicação da Lei de Proust
Considere que 50g de mercúrio reage com 4g de oxigênio para formar 54g de óxido de mercúrio. Ao dobrar a quantidade de mercúrio para 100g, o mesmo terá que ser feito com o gás oxigênio, que de 4g, passará a ter 8g.
Para confirmar se a Lei de Proust está sendo aplicada da forma correta, é necessário dividir o segundo experimento pelo primeiro experimento para identificar se eles estão seguindo uma constância.
Experimentalmente, tem-se os seguintes elementos:
1exp: Mercúrio + Gás Oxigênio -> Óxido de Mercúrio
50g 4g 54g
2exp: 100g 8g 108g
3exp: 10g 10g x
Reage 10g 0,8 10,8
No cálculo, a divisão do segundo experimento de mercúrio (100g) pelo primeiro experimento do mercúrio (50g) dá 2. Dividindo o segundo experimento do gás oxigênio (8g) pelo primeiro experimento (4g) dá 2. E ao dividir o segundo experimento que resulta no óxido de mercúrio (108g) pelo primeiro experimento de óxido de mercúrio (54g) também dá 2. Logo, a constante desse experimento é igual a 2.
Seguindo a tabela acima, pode-se supor que há um terceiro experimento e que nele é possível prever se 10g de mercúrio com 10g de gás oxigênio formam 20g de óxido de mercúrio. Já se sabe que 50g de mercúrio reage com 4g de gás oxigênio. Então, quanto de mercúrio será necessário para reagir com 10g de gás oxigênio? Confira se dá certo!
50 – 4
X – 10
Utilizando a regra de três, deve-se multiplicar na diagonal os números para encontrar o valor de x. Veja:
4x = 500
Dessa forma, mantém-se o x do lado esquerdo, pois é o valor dele que se quer encontrar e divide o valor maior ( do lado direito) que é 500 por 4. Logo:
X= 500/4
X= 125g
Ficou provado, nesse experimento, que para o oxigênio reagir é preciso 125g de mercúrio. Mas, só há 10g de mercúrio. Logo, esse experimento não é possível acontecer, pois a proporção está errada.
Sabendo-se que 50g de mercúrio reage com 4g de gás oxigênio, logo, 10g de mercúrio vai reagir com quanto de gás oxigênio? Veja o cálculo aplicando a regra de três:
50 – 4
10 – y
Dessa forma,
50y= 40
y = 40/50
y = 0,8g
Portanto, para 10g de mercúrio reagirem, 0,8g de oxigênio é suficiente nesse experimento.
No terceiro experimento é possível perceber quem é o reagente limitante. Nesse caso, o mercúrio está em falta. Se tivesse mais quantidade de mercúrio, haveria mais reação. Quem está em excesso, portanto, é o oxigênio. Sobrou 9,2g em excesso dele, isto é, ele não reagiu.
A Lei de Proust permite perceber as substâncias que estão em excesso e quem está em falta, isto é, quem reage e quem não reage. Para compreender se a Lei de Proust foi aplicada da forma correta, basta pegar o experimento que está constante, sem excesso e sem falta, que nesse caso é o segundo experimento, e dividir pelo que reagiu. Veja:
100/10 = 8/0,8 = 108/10,8
Logo, 100g de mercúrio dividido por 10g de mercúrio equivale a 10. 8g de gás oxigênio dividido por 0,8g de gás oxigênio vale 10. E, 108g de óxido de mercúrio dividido por 10,8g de mercúrio também dá 10. Portanto, a constante desse experimento é igual a 10. Pode-se dizer que a análise dessas proporções são a base do cálculo da estequiometria.