3.22 Em algumas reações químicas,
. Dê uma característica dos reagentes e produtos e uma característica das vizinhanças que conduzem a esta situação.
Passo 1
O enunciado pergunta por que em certas reações químicas vale aproximadamente
Aqui o conteúdo é termodinâmica: a entalpia
se relaciona com a energia interna
pelo termo de pressão–volume.
Passo 2
Lembramos da definição de entalpia:
e, portanto, para uma transformação qualquer,
Se as espécies gasosas se comportam como gás ideal, valem
onde
é a variação no número de mols de gás.
Passo 3
Da expressão
vemos que para ter
é preciso que
Em outras palavras, o trabalho
ou a variação
devem ser desprezíveis em relação à energia envolvida.
Passo 4
Uma característica dos reagentes e produtos que garante
é que não haja mudança líquida no número de mols gasosos (isto é,
) ou que todos os participantes estejam em fase condensada (sólidos/líquidos), de modo que
seja muito pequeno.
Passo 5
Uma característica da vizinhança (do meio em que a reação ocorre) é que ela esteja a pressão praticamente constante e com pouca compressibilidade (por exemplo, reações em meio líquido ou sólido), de modo que o termo de expansão/compressão
seja desprezível.
Resposta
Reagentes e produtos em fase condensada (ou reação sem variação de mols de gás,
), de modo que
seja muito pequeno.
Vizinhanças a pressão constante com baixa compressibilidade (p.ex., meio líquido), para que seja desprezível.
Vizinhanças a pressão constante com baixa compressibilidade (p.ex., meio líquido), para que