Aula 10 — Lei da conservação da massa (Lavoisier) e lei das proporções definidas (Proust)
50 minObjetivo geral
Compreender a Lei da Conservação da Massa (Lavoisier) e a Lei das Proporções Definidas (Proust) como os fundamentos quantitativos das reações químicas.
Objetivos específicos
- Enunciar a Lei da Conservação da Massa: a massa total dos reagentes é igual à massa total dos produtos.
- Enunciar a Lei das Proporções Definidas: uma substância composta sempre apresenta seus elementos na mesma proporção em massa.
- Aplicar as duas leis para resolver problemas simples de conservação de massa em uma reação.
Conhecimentos prévios
- Transformação física x transformação química (Módulo 0, Aula 9).
Recursos didáticos
- Apresentação de slides — Possor_QuiAula10_Apresentacao.pptx.
- Exemplo numérico de uma reação em sistema fechado, com massas de reagentes e produtos.
Desenvolvimento da aula
Acolhida e Sondagem
5 min · Ausubel — ativação de subsunçoresPerguntar: quando uma vela queima e desaparece quase por completo, a massa da matéria envolvida realmente desapareceu?
Problematização Inicial
5 min · Bachelard — obstáculo epistemológico antecipadoMostrar o experimento clássico de Lavoisier (reação em sistema fechado, pesada antes e depois) e perguntar: por que a massa total, medida em um sistema fechado, não muda mesmo após a reação química ocorrer? Obstáculo a nomear: achar que a matéria "desaparece" quando uma substância parece sumir (como a cera de uma vela queimando), sem considerar que ela se transforma em produtos que, em um sistema fechado, continuam presentes.
Desenvolvimento Conceitual
20 min · Exposição dialogadaA Lei da Conservação da Massa, formulada por Lavoisier, estabelece que, em um sistema fechado, a massa total dos reagentes antes da reação é igual à massa total dos produtos depois da reação — a matéria não é criada nem destruída em uma reação química, apenas se reorganiza formando substâncias novas. A Lei das Proporções Definidas, formulada por Proust, estabelece que uma substância composta sempre apresenta seus elementos constituintes na mesma proporção fixa em massa, independentemente da origem ou do método de obtenção dessa substância — a água, por exemplo, sempre tem a mesma proporção em massa entre hidrogênio e oxigênio, não importa de onde venha. Essas duas leis, juntas, fundamentam toda a lógica quantitativa que será usada mais adiante em estequiometria.
Resolução Guiada
10 min · Vygotsky — zona de desenvolvimento proximalResolver coletivamente um problema simples: dada a massa de dois reagentes que reagem completamente, calcular a massa total dos produtos formados, aplicando a Lei da Conservação da Massa.
Exercícios de Fixação
7 min · Prática independenteExercícios de aplicação: dada a massa de reagentes e de parte dos produtos de uma reação, calcular a massa do produto restante usando a conservação da massa.
Síntese e Fechamento
3 min · ConsolidaçãoEssas duas leis são o fundamento quantitativo de toda a Química: nada se perde, e a proporção entre os elementos de uma substância é sempre a mesma.
Avaliação formativa
Verificar se os alunos aplicam corretamente a Lei da Conservação da Massa para calcular massas de reagentes ou produtos em problemas simples.
Lista de exercícios
1. 10 g de um reagente A reagem completamente com 15 g de um reagente B, em sistema fechado, formando dois produtos. Se um dos produtos tem massa 18 g, qual é a massa do outro produto?
Gabarito: 7 g, já que a massa total dos produtos (25 g) deve ser igual à massa total dos reagentes (10 g + 15 g = 25 g), pela Lei da Conservação da Massa: 25 g − 18 g = 7 g.
2. Por que a água obtida de fontes diferentes sempre tem a mesma proporção em massa entre hidrogênio e oxigênio?
Gabarito: Porque, pela Lei das Proporções Definidas, uma substância composta sempre apresenta seus elementos constituintes na mesma proporção fixa em massa, independentemente da origem da substância.
3. Uma vela queimando parece perder massa continuamente até desaparecer. Isso contradiz a Lei da Conservação da Massa?
Gabarito: Não. A Lei da Conservação da Massa vale para sistemas fechados; a vela queima em um sistema aberto, liberando gases (como dióxido de carbono e vapor de água) para a atmosfera — se todos os produtos fossem contidos e pesados, a massa total seria igual à dos reagentes (cera e oxigênio).
Observações e extensão
Essas duas leis serão retomadas formalmente no Módulo 8 (Estequiometria) — aqui a introdução é conceitual e qualitativa, sem cálculos estequiométricos completos.