Exercícios Resolvidos de Entalpia: Fenômenos físicos

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Enunciado

O sal de cozinha (cloreto de sódio, NaCl) dissolve-se facilmente em água e sua entalpia de dissolução é +3,88 kJ/mol. Com relação a este processo, responde (justifique suas respostas):

  1. O valor de entalpia de dissolução favorece ou não o processo de dissolução?
  2. A variação de entropia do sistema é positiva ou negativa, quando o sal dissolve?
  3. Qual fator termodinâmico (entalpia ou entropia) é responsável pela dissolução do NaCl?
  4. Você espera que esse processo seja espontâneo em qualquer temperatura?

Passo 1

Uiiiii, questão puramente teórica!!! Mas calma, pequeno gafanhoto, vem comigo que tu vai ver que em química, principalmente na parte de termodinâmica, se você entende bem os conceitos, você tira de letra as questões. E é isso que vou te ensinar!

Passo 2

  1. Foi dado no enunciado que o valor da entalpia de dissolução é positivo. O que isso que dizer
  2. pra gente?

    Bem, esse sinal positivo diz pra gente que precisamos colocar energia no sistema pra que aquele estado seja desconstruído. Em outras palavras, se eu preciso dar energia ao sistema, isso quer dizer que eu preciso estressar o sistema pra ele sair do estado estável que ele estava. Isso quer dizer que o processo de dissolução não é favorecido. O sal prefere ficar na sua forma sólida, do que na sua forma dissociada em solução.

    Passo 3

  3. A entropia mede o grau de desordem do meu sistema, correto?
  4. Vamos olhar a equação de dissociação do NaCl!!!

    N a C l s → N a a q + + C l a q -

    Se você observa, a gente tem 1 mol de NaCl do lado esquerdo e 1 mol de cada íon do lado direito, ou seja, a gente passa de um sistema com 1 mol pra um sistema com 2 mols totais. E aí eu te perguntar, o que é mais fácil de ordenar? Com certeza é o local onde eu tenho a menor quantidade de mols, logo a minha entropia AUMENTOU no processo de dissolução.

    Δ S = S f - S i

    Se a minha entropia final é maior que a inicial, Δ S > 0

    Passo 4

  5. Se a entalpia de dissociação desfavorece, isso quer dizer que a entropia é quem favorece! 😉
  6. Passo 5

  7. Bem, o que nos indica se um processo é ou não espontâneo? Δ G

Isso mesmo, a energia livre de Gibbs. Então, bora dá uma olhada na equação dessa propriedade termodinâmica.

Δ G = Δ H - T Δ S

Pra um processo ser espontâneo, essa energia deve ser menor que zero! E dizer isso é o mesmo que dizer que o fator T Δ S tem que ser maior que Δ H , concorda comigo?

Só que note uma coisa, se eu começo a diminuir muito minha temperatura, pode-se chegar a um momento em que Δ H > T Δ S , ou seja, quando isso acontecer, teremos Δ G > 0 , o que é um processo não espontâneo. Em outras palavras: não, esse processo não será espontâneo em qualquer que seja a temperatura.

Resposta

Ei, a resposta está no passo a passo :)

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