Leis Ponderais

(UFSCar-SP) Durante uma aula de laboratório, um estudante queimou ao ar diferentes massas iniciais (mi) de esponja de ferro. Ao final de cada experimento, determinou também a massa final resultante (mf). Os resultados obtidos estão reunidos na tabela a seguir.




Admitindo que em todos os experimentos a queima foi completa, o estudante fez as três afirmações seguintes.
I) A Lei da Conservação da Massa não foi obedecida, pois a massa final encontrada para o sistema em cada experimento é sempre maior que sua massa inicial.
II) O aumento de massa ocorrido em cada experimento se deve à transformação de energia em massa, tendo se verificado a conservação da soma (massa + energia) do sistema.
III) A relação constante obtida entre a massa final e a massa inicial do sistema (mf/mi), em cada experimento realizado, permite afirmar que, dentro do erro experimental, os dados obtidos estão de acordo com a Lei das Proporções Definidas.
Dentre as afirmações apresentadas, o estudante acertou:
a) I, apenas
b) II, apenas
c) III, apenas
d) I e II, apenas
e) I, II e III

GABARITO: C.

DÚVIDA 1: Na alternativa I: se a lei de lavoisier diz que "a soma das massas dos reagentes é IGUAL a soma das massas dos produtos" então por que na tabela a massa final é MAIOR do que a massa inicial?

DÚVIDA 2: Sei que a Lei de Lavoiser foi cumprida, pois no enunciado diz que reação/queima foi completa,
não houve excessos, então de qualquer maneira a lei de lavoisier tinha que ser válida nesse experimento. Certo?

Quando queimamos a esponja de aço, há um incremento na sua massa, pois átomos de oxigênio gasosos, os quais não foram pesados no início do experimento, se ligam à esponja, dando a impressão de aumento na massa. Outra coisa, a Lei de Lavoisier deve ser testada em sistemas fechados, isto é, sem a possibilidade de se trocar matéria.

Essa equação demonstra como ocorreu o "aumento" da massa no sistema:

A queima de malha de ferro adquire massa pois, o elemento Ferro reage com o elemento oxigenio do ar  (que e uma mistura de gases), formando oxido de ferro. A sua duvida e devida ao fato de que quando se queima papel, o elemento carbono e eliminado (em um sistema aberto) em forma de dioxido de carbono pela sua reacao com o oxigenio, dado que todos sabem que as reacoes de queima ocorrem somente na presenca de oxigenio. Se voce fizesse esse mesmo experimento em um sistema hermeticamente fechado, veria que a massa dos reagentes seria a mesma dos produtos, pois o dioxido de carbono ficaria retido no sistema, assim como na queima do ferro o oxigenio que fora retirado do ar estaria com sua massa registrada pela balanca.  Houve, ja no passado cientistas que cometeram o mesmo erro devido a nao observacao deste fenomeno. Chamavam a capacidade de ganhar e perder massa numa reacao de combustao ou oxidacao (ferrugem)  de teoria do Flogistico.

Obrigada pelas respostas!  

Última dúvida: Então, entendi que houve um "incremento" na massa da esponja de ferro pelo fato de que o experimento não
foi feito em ambiente fechado. Desse modo, o ferro reagiu com o elemento ar e houve essa impressão de "incremento" de massa no final.

Por que diabos a lei de lavoisier é válida nesse experimento então? 

Seria por que na tabela o cálculo da massa inicial (massa da esponja) não levou em consideração a massa do oxigênio no ar? se o cálculo das massas inicial no experimento estivesse correto, representando, seria algo assim: 

acho que voce nao entendeu muito bem... O oxigenio do ar nessa experiencia nao estava aprisionado em um recipiente por isso voce nao pode pesa-lo antes da reacao. Imagine agora um vidro fechado onde voce pesa o oxigenio e a limalha de ferro antes da combustao. um butijao feito de vidro por exemplo. la dentro esta o gas oxigenio, uma limalha de ferro e um sistema eletrico para causar a faisca. Como o oxigenio esta registrado pela balanca, a lei de lavoisier sera observada. Assim nao iria alterar o peso apos a reacao do ferro com o oxigenio quando a faisca desse origem ao ferro queimado. como no caso de um sistema aberto o oxigenio esta em toda a parte e nao esta quantizado pela balanca, a retirada dele do ar sera registrada pela balanca evidenciada pelo aumento de peso.  Esta cheio de oxigenio no ar, mas se voce nao aprisiona-lo voce nao consegue quantifica-lo. Entendeu?

Ahhh sim, faz sentido! Entendi agora, muito obrigada :-)!