A lei das proporções definidas, também conhecida como lei das proporções constantes ou lei de Proust, afirma que em um determinado composto químico, os elementos se combinam em proporções específicas e constantes por massa.
Em outras palavras, a composição de um composto químico é fixa e definida, e os elementos constituintes estão presentes na proporção de números inteiros simples. Esta lei é um pilar fundamental da química e foi uma das primeiras leis estequiométricas a ser declarada.
Além disso, como a conversão elementar não ocorre numa reação química, isso também significa que a proporção de massa dos vários elementos constituintes que constituem o composto é sempre constante.
Exemplos da lei das proporções definidas
Aqui estão três exemplos que ilustram esta lei:
Síntese de água (formação de vapor d’água)
Reação: 2H2(g) + O2(g) -> 2H2O(g)
Nesta reação, dois volumes de gás hidrogênio reagem com um volume de gás oxigênio para formar dois volumes de vapor d’água. Isto está de acordo com a lei, uma vez que os volumes inicial e final estão relacionados numa proporção de números inteiros simples (2:1:2).
Decomposição de amônia
Reação: 2NH3(g) -> 3H2(g) + N2(g)
Nesta reação, dois volumes de gás amônia se decompõem para produzir três volumes de gás hidrogênio e um volume de gás nitrogênio. Novamente, esta reação satisfaz a lei, uma vez que os volumes inicial e final estão relacionados numa razão inteira simples (2:3:1).
Decomposição de clorato de potássio
Reação: 2KClO3(s) -> 2KCl(s) + 3O2(g)
Nesta reação, dois moles de clorato de potássio sólido se decompõem para produzir dois moles de cloreto de potássio sólido e três moles de oxigênio gasoso. A conversão de moles em volumes em condições padrão também obedece à referida lei.
Quem declarou a lei das proporções definidas?
Joseph Louis Proust publicou a lei das proporções definidas em 1797.
Esta lei foi implicitamente reconhecida em análises quantitativas por outros químicos proeminentes no século XVIII, e foi explicitada e confirmada pelo químico francês Joseph Louis Proust.
Proust realizou inúmeras investigações analisando a composição de uma ampla variedade de compostos químicos. Com eles, descobriu que a massa de cada um dos elementos químicos mantinha a mesma proporção antes e depois da formação do composto.
A lei de Proust contradizia as conclusões de Claude Louis Berthollet (1748-1822). Berthollet acreditava que as relações composicionais dos elementos químicos de um composto dependiam das condições de formação. Essa discrepância gerou forte polêmica no início do século XIX.
Entre aqueles que apoiaram Proust estavam Thomas Thomson, John Dalton, que baseou o modelo atômico de Dalton nesta lei, e o químico sueco Jöns Jacob Berzelius.
Em 1914, o químico russo Nikolai Semenovich Kurnakov concluiu que os compostos estequiométricos de Proust deveriam ser considerados tipos especiais de classes de fase, que ele chamou de daltonídeos em homenagem a John Dalton.
No entanto, também se sabe que compostos intermetálicos e alguns óxidos metálicos alteram a proporção dos elementos componentes dentro de uma certa faixa e são chamados de compostos não estequiométricos ou compostos de Beltré.
Importância da lei das proporções definidas
A lei de Proust é de extrema importância na química. Fornece uma base sólida para a estequiometria, que é o estudo das relações quantitativas entre reagentes e produtos em uma reação química.
Com base nesta lei, os químicos podem calcular as quantidades precisas de reagentes necessárias para produzir uma determinada quantidade de produto e vice-versa. Esta informação é essencial na síntese química, formulação de medicamentos, fabricação de materiais e muitas outras aplicações industriais e científicas.
Esta lei também é fundamental para a identificação e caracterização de compostos químicos. Quando a proporção de massa na qual os elementos se combinam em um composto é conhecida, análises químicas podem ser realizadas para determinar a composição de uma substância desconhecida.
