Em química, a Lei das Proporções Constantes , ou Lei das Proporções Definidas , afirma que um composto químico é sempre feito da mesma proporção de massa de seus elementos constituintes, independentemente do método de preparação ou da fonte de obtenção.

Esta lei foi enunciada no final do século XVIII pelo químico francês Joseph Louis Proust, razão pela qual também é conhecida como Lei de Proust , e continuou a ser desenvolvida no início do século XIX. Junto com a Lei das Proporções Múltiplas , do químico britânico John Dalton , eles constituem as duas leis básicas da estequiometria .

Exemplo de proporções constantes em um composto

Fundamentalmente, a Lei das Proporções Constantes se deve ao fato de um determinado elemento ser sempre constituído do mesmo tipo de átomos. Por exemplo, um átomo de oxigênio é sempre um átomo de oxigênio com o mesmo peso atômico.

Tome como exemplo a água (H 2 O), um composto simples feito de dois tipos de elementos, hidrogênio e oxigênio.

O oxigênio representa 8/9 da massa total de qualquer amostra de água, enquanto o hidrogênio representa o 1/9 restante. A proporção de massa de hidrogênio: oxigênio na água é sempre 1: 8 , seja água do mar, um rio, um lago ou uma fonte.

Da mesma forma, se você analisar o dióxido de carbono (CO 2 ), sempre obterá uma proporção de massa de 3: 8.

Outro exemplo. O sal comum é um composto iônico feito de cloro e sódio (NaCl). O peso atômico do sódio é 23 e o do cloro é 35. A partir daí, pode-se deduzir que 58 gramas de sal sempre contêm 23 gramas de sódio e 35 gramas de cloro.

História da Lei das Proporções Constantes

A Lei das Proporções Constantes pode parecer óbvia para qualquer químico hoje, a ponto de ser uma lei implícita na própria definição de um composto, mas quando Proust começou a divulgá-la, ela foi amplamente criticada.

Não foi até os postulados de Dalton e sua teoria atômica que a Lei das Proporções Constantes começou a ser aceita.

Joseph Louis Proust (1754-1826)

Proust conduziu vários experimentos com compostos inorgânicos binários, especialmente sulfatos, sulfetos e óxidos de metal, e desses experimentos deduziu a Lei das Proporções Constantes. A primeira vez que foi publicada foi em um artigo sobre óxidos de ferro em 1774 2 .

Anteriormente, Joseph Priestly e Antoine Lavoisier , propuseram a razão constante para os fenômenos de oxidação de metais com oxigênio e a estenderam a todos os fenômenos de combustão conhecidos, mas Proust postulou para qualquer tipo de composto ou combinação de elementos.

Um dos principais oponentes da Lei de Proust foi Claude Louis Berthollet , que continuou a argumentar que os elementos podiam ser combinados em qualquer proporção, mas deve-se ter em mente que naquela época a distinção entre composto e mistura ainda não estava muito bem desenvolvida. .

A Lei das Proporções Constantes se encaixava perfeitamente com a teoria atômica de Dalton do início do século XIX, considerada a primeira teoria atômica com base científica. Na verdade, a Lei das Proporções Constantes contribuiu significativamente para a capacidade de Dalton de desenvolver sua teoria.

Compostos não estequiométricos

Os chamados compostos não estequiométricos são definidos como compostos químicos cuja composição atômica elementar não pode ser representada por números inteiros e cuja composição em massa pode variar de uma amostra para outra , o que torna a Lei das Proporções Constantes, ainda muito útil na prática, não é universalmente verdadeiro.

Um exemplo bem conhecido na wustite, um mineral composto de ferro (II) de óxido ou de óxido ferroso, mas em que pode haver entre 23 e 25% de oxigénio em massa e cuja fórmula elementar podem variar a partir de Fe 0,83 O para Fe 0,95 O .

A fórmula ideal para óxido de ferro (II) é FeO, mas devido à estrutura cristalina que adota em nível molecular na wustita, pode haver variações com átomos ausentes ou com átomos de outros elementos substituindo os átomos de ferro ou oxigênio em determinadas posições .

Ou seja, os compostos não estequiométricos que não seguem as proporções constantes teriam sua explicação nos defeitos cristalográficos .

Defeitos cristalográficos em compostos não estequiométricos

Por outro lado, a lei das proporções constantes não é totalmente cumprida em compostos estequiométricos que deveriam seguir a lei das proporções constantes. A existência de isótopos pode fazer com que diferentes amostras do mesmo composto tenham uma razão de massa diferente entre seus elementos.

As diferenças devidas aos isótopos são tão pequenas que não podiam ser detectadas por Proust com a tecnologia disponível na época, quando a existência de átomos, muito menos de isótopos, ainda não era conhecida.