Lei de Ritchter-Wenzel: histórias, declarações e exemplos - Ciência - 2023

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o Lei de Ritchter-Wenzel ou das proporções recíprocas é aquele que estabelece que as proporções de massa entre dois compostos permitem determinar a de um terceiro composto. É uma das leis da estequiometria, junto com a lei de Lavoisier (lei de conservação da massa); Lei de Proust (lei de proporções definidas); e a lei de Dalton (lei de múltiplas proporções).

Ritcher enunciou sua lei em 1792 em um livro que definia os fundamentos da estequiometria, com base nas pesquisas de Carl F Wenzel, que em 1777 publicou a primeira tabela de equivalência de ácidos e bases.

Uma forma simples de visualizar é por meio de um "triângulo de reciprocidade" (imagem acima). Ao conhecer as massas de A, C e B que se misturam para formar os compostos AC e AB, pode-se determinar quanto de C e B se misturam ou reagem para formar o composto CB.

Nos compostos AC e AB, o elemento A está presente em ambos, portanto, dividindo suas proporções de massa, você descobrirá quanto C reage com B.

História e generalidades da lei das proporções recíprocas

Richter descobriu que a proporção em peso dos compostos consumidos em uma reação química é sempre a mesma.

A este respeito, Ritcher descobriu que 615 partes em peso de magnésia (MgO) são necessárias, por exemplo, para neutralizar 1000 partes em peso de ácido sulfúrico.

Entre 1792 e 1794, Ritcher publicou um resumo em três volumes contendo seu trabalho sobre a lei das proporções definidas. O resumo tratava da estequiometria, definindo-a como a arte das medições químicas.

Notando, além disso, que a estequiometria lida com as leis segundo as quais as substâncias se unem para formar compostos. No entanto, o trabalho de pesquisa de Richter foi criticado pelo tratamento matemático que usou, e foi mesmo apontado que ele ajustou seus resultados.

Em 1802, Ernst Gottfried Fischer publicou a primeira tabela de equivalentes químicos, que usava ácido sulfúrico com a cifra de 1000; semelhante ao valor encontrado por Richter, para a neutralização do ácido sulfúrico pela magnésia.

No entanto, foi relatado que Richter construiu uma tabela de pesos de combinação que indicava a taxa na qual vários compostos reagiram. Por exemplo, afirma-se que 859 partes de NaOH neutralizam 712 partes de HNO₃.

Declarações e consequências

O enunciado da Lei Richter-Wenzel é o seguinte: as massas de dois elementos diferentes que se combinam com a mesma quantidade de um terceiro elemento, têm a mesma relação que as massas desses elementos quando se combinam.

Essa lei permitiu estabelecer o peso equivalente, ou grama equivalente ao peso, como a quantidade de um elemento ou composto que irá reagir com uma quantidade fixa de uma substância de referência.

Richter chamou pesos de combinação relativos aos pesos dos elementos combinados com cada grama de hidrogênio. Os pesos de combinação relativos de Richter correspondem ao que é conhecido atualmente como o peso equivalente dos elementos ou compostos.

De acordo com a abordagem anterior, a lei Richter-Wenzel pode ser definida da seguinte forma:

Os pesos de combinação de diferentes elementos que são combinados com um determinado peso de um determinado elemento são os pesos de combinação relativos desses elementos quando combinados uns com os outros, ou múltiplos ou submúltiplos dessas relações de quantidade.

Exemplos

Cloreto de cálcio

No óxido de cálcio (CaO), 40 g de cálcio combinam-se com 16 g de oxigênio (O). Enquanto isso, em óxido hipocloroso (Cl₂O), 71 g de cloro são combinados com 16 g de oxigênio. Que composto o cálcio se formaria se fosse combinado com o cloro?

Usando o triângulo da reciprocidade, o oxigênio é o elemento comum para os dois compostos. As proporções de massa dos dois oxigenados são primeiro determinadas:

40g Ca / 16 gO = 5g Ca / 2g O

71g Cl / 16g O

E agora dividindo as duas proporções de massa de CaO e Cl₂Ou teremos:

(5g Ca / 2g O) / (71g Cl / 16g O) = 80g Ca / 142g Cl = 40g Ca / 71g Cl

Observe que a lei das proporções de massa é cumprida: 40 g de cálcio reagem com 71 g de cloro.

Óxidos de enxofre

O oxigênio e o enxofre reagem com o cobre para dar óxido de cobre (CuO) e sulfeto de cobre (CuS), respectivamente. Quanto enxofre reagiria com o oxigênio?

No óxido de cobre, 63,5 g de cobre são combinados com 16 g de oxigênio. No sulfeto de cobre, 63,5 g de cobre ligam-se a 32 g de enxofre. Dividindo as proporções de massa que temos:

(63,5g Cu / 16g O) / (63,5g Cu / 32g S) = 2032g S / 1016g O = 2g S / 1g O

A proporção de massa de 2: 1 é um múltiplo de 4 (63,5 / 16), o que mostra que a lei de Richter é verdadeira. Com essa proporção, obtém-se o SO, monóxido de enxofre (32 g de enxofre reagem com 16 g de oxigênio).

Se você dividir essa proporção por dois, obterá 1: 1. Novamente, agora é um múltiplo de 4 ou 2 e, portanto, é o SO₂, dióxido de enxofre (32g de enxofre reage com 32g de oxigênio).

Sulfeto e óxido de ferro

O sulfeto de ferro (FeS), no qual 32 g de enxofre são combinados com 56 g de ferro, reage com óxido ferroso (FeO), no qual 16 g de oxigênio são combinados com 56 g de ferro. Este item serve como referência.

Nos compostos reagentes FeS e FeO, enxofre (S) e oxigênio (O) em relação ao ferro (Fe) encontram-se na proporção 2: 1. No óxido de enxofre (SO), 32 g de enxofre são combinados com 16 g de oxigênio, de modo que o enxofre e o oxigênio estão na proporção de 2: 1.

Isso indica que a lei das proporções recíprocas ou a lei de Richter foi cumprida.

A relação encontrada entre enxofre e oxigênio no óxido de enxofre (2: 1), poderia ser usada, por exemplo, para calcular quanto oxigênio reage com 15 g de enxofre.

g de oxigênio = (15g de S) ∙ (1g de O / 2g de S) = 7,5g

Referências

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