Questão-02) Quando um objeto de ferro enferruja ao ar, sua massa aumenta. Quando um palito de fósforo é aceso, sua massa diminui. Estas observações violam a Lei da Conservação das Massas? Justifique sua resposta.

Passo 1

O enunciado dá duas observações e pergunta se elas violam a Lei da Conservação das Massas:
  • Observação A: quando um objeto de ferro enferruja ao ar, sua massa aumenta.
  • Observação B: quando um palito de fósforo é aceso, sua massa diminui.
O que é pedido: responder se essas observações violam a Lei da Conservação das Massas e justificar a resposta.

Passo 2

O que diz a Lei da Conservação das Massas (forma prática usada em química)
  • Em um sistema fechado, a massa total dos reagentes é igual à massa total dos produtos em uma reação química; ou seja, a massa é conservada.
  • Em palavras simples: átomos não são criados nem destruídos nas reações químicas; eles apenas se rearranjam. Historicamente, é a ideia que Lavoisier chamou de conservação da massa.
Um jeito fácil de ver isso é por uma equação química balanceada: todos os átomos à esquerda (reagentes) aparecem à direita (produtos). Por exemplo, a oxidação do ferro que forma óxido de ferro pode ser escrita e balanceada assim:
4\mathrm{Fe}+3\mathrm{O}_2 \to 2\mathrm{Fe}_2\mathrm{O}_3.
Essa equação mostra que os átomos de ferro e oxigênio antes e depois estão contabilizados — nenhuma massa some ou aparece “do nada” se considerarmos todo o sistema (ferro + oxigênio do ar).

Passo 3

Explicando por que a massa do ferro aumenta ao enferrujar (passo a passo didático)
  • O que acontece ao enferrujar: o ferro metálico reage com o oxigênio do ar e forma óxidos de ferro. Isso significa que além do ferro que já estava no objeto, novas partículas (átomos de oxigênio) passam a fazer parte do sólido (o óxido).
  • Contagem de massa com números concretos (exemplo que você pode usar na prova): massas molares aproximadas: \mathrm{Fe}=55,85\\ \mathrm{g/mol} e \mathrm{O}_2=32,00\\ \mathrm{g/mol}. Se reagirem 4 mols de Fe com 3 mols de \mathrm{O}_2 temos: 4\times55,85=223,4\\ \mathrm{g}\quad\text{(ferro)}\qquad 3\times32,00=96,0\\ \mathrm{g}\quad\text{(oxigênio)}êSoma dos reagentes: 223,4+96,0=319,4\\ \mathrm{g}. Do outro lado, 2 mols de \mathrm{Fe}_2\mathrm{O}_3 têm massa: 2\times159,7=319,4\\ \mathrm{g}.Isso mostra que a massa total é a mesma — o aumento de massa do pedaço de ferro observado é exatamente a massa do oxigênio que se incorporou. Conclusão: não há violação da lei se incluirmos o oxigênio do ar no balanço de massa.

Passo 4

Explicando por que o palito de fósforo perde massa ao queimar (passo a passo didático)
  • O que acontece ao queimar: a matéria do palito (carbono, hidrogênio, enxofre, etc.) reage com o oxigênio do ar e produz gases como \mathrm{CO}_2, \mathrm{H_2O} (vapor) e \mathrm{SO}_2. Exemplos simples de reações (não exaustivas): \mathrm{C}+\mathrm{O}_2\to\mathrm{CO}_2, \qquad \mathrm{S}+\mathrm{O}_2\to\mathrm{SO}_2.
  • Por que a massa medida do pedaço de palito diminui: durante a queima parte da massa do palito é transformada em produtos gasosos que se afastam do pedaço (fogem para o ar). Se você só pesa o restante sólido (o carvão/cinza) percebe uma perda de massa, porque não está somando o gás que saiu.
  • Se você fizer o experimento num sistema fechado (por exemplo, queimando o palito dentro de um recipiente fechado e pesado antes e depois, sem permitir escape de gases), a massa total do sistema permanece igual: massa dos reagentes (palito + oxigênio do ar dentro do recipiente) = massa dos produtos (gases + cinza). Logo, novamente não há violação da lei.

Passo 5

Regra prática para a prova (receita curta que funciona sempre)
  • Antes de afirmar que há “violação” da conservação da massa, pergunte: meu sistema é fechado ou aberto?
    • Se for fechado (contabilizo todos os gases e sólidos), a massa se conserva — sempre.
    • Se for aberto (como pesar só o objeto e deixar os gases escaparem), a massa do objeto pode subir (se algo do ambiente aderiu) ou descer (se produtos gasosos saíram). Isso não é violação da lei, é apenas perda/ganho de massa para fora/do sistema considerado.
  • Em química, escreva a equação balanceada para mostrar que átomos estão conservados; se necessário, faça um balanço de massas com massas molares (como no exemplo do ferro).

Passo 6

Resumo final e encorajamento
  • Resposta curta: as observações não violam a Lei da Conservação das Massas. O aumento de massa do ferro vem da incorporação de oxigênio do ar; a perda de massa do palito vem da transformação de matéria em gases que saem do objeto. Em um sistema fechado a massa total permanece a mesma.
  • Dica amiga: na prova, escreva claramente qual é o sistema que você considera (fechado/aberto), balanceie a reação e, se precisar, apresente um pequeno cálculo de massas molares — isso dá segurança e pontuação extra. Vai dar certo — respira, organize os passos na resposta e segue firme!

Resposta

Não. A Lei da Conservação das Massas não é violada: ao enferrujar o ferro a massa aumenta porque átomos de oxigênio do ar se incorporam ao sólido; ao queimar o palito a massa aparente diminui porque parte da massa vira produtos gasosos que escapam. Em um sistema fechado a massa total permanece conservada.

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