Lei de Gay-Lussac

A história de toda e qualquer ciência é marcada por seu desenvolvimento ao longo da história. Nesse desenvolvimento, apesar de todos os estudiosos que se dedicaram a tal disciplina terem contribuído, alguns nomes se destacam. Esse é o caso de Joseph Louis Gay-Lussac, um importante físico e químico que tem importância ímpar na história desta última disciplina.

Toda essa importância que o pesquisador francês tem para os estudos químicos é plenamente justificável. Ele deixou como legado uma contribuição decisiva para as leis dos gases, tanto no campo de seu comportamento químico, por meio da lei das proporções volumétricas, quanto no comportamento físico dos gases, através da transformação isocórica.
Vale ressaltar que mesmo que o estudo dos gases seja o trabalho mais conhecido de Gay-Lussac, ele também fez uma série de outros estudos, incluindo experimentos a respeito da eletrólise da água.

No entanto, este artigo será focado exclusivamente nas descobertas de seu experimento mais famoso, ou seja, a lei de Gay-Lussac – que, apesar do nome singular, diz respeito a três leis, que serão exploradas na sequência.

Primeira lei de Gay-Lussac

Essa primeira lei diz respeito às proporções volumétricas constantes dos gases ou, em outras palavras, à transformação de volumes de gases participantes de determinada reação química. Essa afirmação só é válida quando tanto os reagentes quanto o produto da reação são gases, e, por isso, exclui tanto reagentes quanto produtos em estado líquido ou sólido.

Além disso, deve-se considerar que, nos experimentos com gases, a temperatura e a pressão devem ser mantidas constantes, e justamente por isso a lei se chama proporções volumétricas constantes. Essa lei de Gay-Lussac enuncia que “o volume de substâncias gasosas que reagem e são produzidas em uma reação química sobre temperatura e pressão constantes, obedecem entre si uma relação de números inteiros”.

Segunda e terceira lei de Gay-Lussac

Essas últimas duas leis correspondem, respectivamente, à lei das transformações isocóricas e à lei das transformações isobáricas. Começando pela primeira, ela diz respeito à maneira que os gases se comportam quando estão sob pressão constante. Por ter contado com a participação do também químico francês Jacques Alexandre Cesar Charles, essa lei também é conhecida como a lei de Charles.

A principal premissa dessa lei é que “a pressão e temperatura de um gás sempre serão diretamente constantes se o volume também o for”. Por isso, se ocorrer um aumento na temperatura, a pressão também aumentará, sendo o contrário também verdadeiro, uma vez que são diretamente proporcionais. A fórmula dessa lei é dada por P = K/T, onde P é a pressão, K uma constante qualquer e T a temperatura.

Algo muito interessante nessa lei é que, segundo sua fórmula matemática, pode-se afirmar que a pressão de um gás dividida pela temperatura sempre será igual a uma constante. Isso pode nos levar a concluir que por tal fórmula é possível definir a pressão inicial e a pressão final, bem como a temperatura inicial e a temperatura final.

A afirmação é comprovada pela fórmula Pi/Ti = Pf/Tf, onde Pi é a pressão inicial, Ti a temperatura inicial, Pf a pressão final e Tf a temperatura final. Isso faz com que as possibilidades de aplicação da segunda lei Gay-Lussac seja consideravelmente aplicada, tanto no que diz respeito à química teórica quanto à química aplicada.

Por fim, a terceira lei de Gay-Lussac diz respeito, como já dito, às transformações isobáricas e ao comportamento dos gases diante de pressão constante. Segundo os experimentos feitos pelo pesquisador, sempre que determinado gás é colocado dentro de um recipiente com pressão constante, se o volume sofrer uma modificação, a temperatura absoluta sofrerá um aumento proporcional.

Dessa maneira, a terceira lei de Gay-Lussac pode ser sintetizada pela seguinte afirmação: “o volume e a temperatura de um gás são inversamente proporcionais se a pressão for constante”. Essa afirmação é dada pela fórmula matemática K = V/T, onde K é uma constante, V o volume e T a temperatura.

Assim como na segunda lei e observando a fórmula matemática, é possível concluir que o volume de um gás dividido pela temperatura sempre será igual uma constante. Dessa forma, é possível definir tanto o volume inicial e o volume final, quanto a temperatura inicial e temperatura final, algo que é dado pela fórmula Vi/Ti = Vf/Tf, onde Vi corresponde ao volume inicial, Ti à temperatura inicial, Vf ao volume final e Tf à temperatura final.

Assim, tendo sido expostas as três leis elaboradas por Gay-Lussac, podemos ter noção do quanto elas foram e continuam sendo importantes para os estudos químicos, especialmente aqueles voltados à química aplicada. Conhecendo as leis de antemão é possível prevenir uma série de erros e equívocos inerentes a todo e qualquer estudo experimental. Por esses motivos, o pesquisador foi capaz de firmar sua reputação e seu nome dentre as maiores figuras da química e na física.