O magnésio, Mg(s), é um metal que queima na presença de gás oxigênio, O2(g), produzindo como único produto um sólido branco, o óxido de magnésio, MgO(s). Em uma série de experimentos, a massa de magnésio usada, m(Mg), e a massa de produto obtida, m(MgO), foram medidas e tabeladas:

Experimento m(Mg) (g) m(MgO) (g)
1 4,86 8,06
2 7,29 12,09
3 9,72 16,12
4 12,15 20,15
5 14,58 24,18
6 17,01 28,21

a) Pesquise o que é a lei de Lavoisier e utilize-a para determinar a massa de gás oxigênio que reagiu em cada experimento.
b) Elabore uma tabela que relacione, para os experimentos, as quantidades (em mol) de cada reagente que participou da reação e a quantidade (em mol) formada de produto.
c) Equacione a reação química mencionada e explique que a tabela elaborada no item b está de acordo com a proporção estequiométrica.
d) É correto afirmar que, em uma reação química, as quantidades (em mol) se conservam? Argumente fundamentando em dados.

Question

O magnésio, Mg(s), é um metal que queima na presença de gás oxigênio, O2(g), produzindo como único produto um sólido branco, o óxido de magnésio, MgO(s). Em uma série de experimentos, a massa de magnésio usada, m(Mg), e a massa de produto obtida, m(MgO), foram medidas e tabeladas:

Experimento   m(Mg) (g)   m(MgO) (g)
1             4,86        8,06
2             7,29       12,09
3             9,72       16,12
4            12,15       20,15
5            14,58       24,18
6            17,01       28,21

a) Pesquise o que é a lei de Lavoisier e utilize-a para determinar a massa de gás oxigênio que reagiu em cada experimento.
b) Elabore uma tabela que relacione, para os experimentos, as quantidades (em mol) de cada reagente que participou da reação e a quantidade (em mol) formada de produto.
c) Equacione a reação química mencionada e explique que a tabela elaborada no item b está de acordo com a proporção estequiométrica.
d) É correto afirmar que, em uma reação química, as quantidades (em mol) se conservam? Argumente fundamentando em dados.

Accepted Answer

Vamos resolver as questões:

a) **Lei de Lavoisier**: Afirma que em uma reação química, a massa dos reagentes é igual à massa dos produtos. Assim, para determinar a massa de O₂ que reagiu, subtraímos a massa de Mg da massa de MgO.

Para cada experimento:
1. $ m(\text{O}_2) = 8,06 - 4,86 = 3,20 \, \text{g} $
2. $ m(\text{O}_2) = 12,09 - 7,29 = 4,80 \, \text{g} $
3. $ m(\text{O}_2) = 16,12 - 9,72 = 6,40 \, \text{g} $
4. $ m(\text{O}_2) = 20,15 - 12,15 = 8,00 \, \text{g} $
5. $ m(\text{O}_2) = 24,18 - 14,58 = 9,60 \, \text{g} $
6. $ m(\text{O}_2) = 28,21 - 17,01 = 11,20 \, \text{g} $

b) **Tabela em mols**:

A massa molar do Mg é 24,31 g/mol e do O₂ é 32,00 g/mol. A massa molar de MgO é 40,31 g/mol.

| Experimento | $ n(\text{Mg}) $ (mol) | $ n(\text{O}_2) $ (mol) | $ n(\text{MgO}) $ (mol) |
|-------------|------------------------|--------------------------|-------------------------|
| 1           | $ \frac{4,86}{24,31} $ | $ \frac{3,20}{32,00} $ | $ \frac{8,06}{40,31} $ |
| 2           | $ \frac{7,29}{24,31} $ | $ \frac{4,80}{32,00} $ | $ \frac{12,09}{40,31} $ |
| 3           | $ \frac{9,72}{24,31} $ | $ \frac{6,40}{32,00} $ | $ \frac{16,12}{40,31} $ |
| 4           | $ \frac{12,15}{24,31} $ | $ \frac{8,00}{32,00} $ | $ \frac{20,15}{40,31} $ |
| 5           | $ \frac{14,58}{24,31} $ | $ \frac{9,60}{32,00} $ | $ \frac{24,18}{40,31} $ |
| 6           | $ \frac{17,01}{24,31} $ | $ \frac{11,20}{32,00} $ | $ \frac{28,21}{40,31} $ |

c) **Equação química**:

A reação é: 
$$ \text{2 Mg} (s) + \text{O}_2 (g) \rightarrow \text{2 MgO} (s) $$

Os valores calculados no item b devem obedecer à proporção estequiométrica de 2:1:2.

d) **Conservação das quantidades em mol**:

Em uma reação química, as quantidades de matéria são conservadas em termos de átomos, mas não necessariamente em mols de substâncias, já que os reagentes se transformam em produtos. O que se conserva é a quantidade total de átomos de cada elemento.

O magnésio, Mg(s), é um metal que queima na presença de gás ...

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