Para cada um dos processos a seguir, preveja se haverá aumento ou diminuição de entropia.
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Passo 1
O enunciado pede: prever se haverá aumento ou diminuição da entropia no processo
Informações dadas e relevantes:
- Todas as espécies estão no estado gasoso (g).
- Do lado dos reagentes temos
mols de partículas gasosas por reação estequiométrica. - Do lado dos produtos temos
mol de partícula gasosa por reação estequiométrica. - Não são fornecidos valores numéricos de entropia padrão, nem temperatura/pressão — vamos fazer a previsão qualitativa que normalmente é pedida neste tipo de exercício.
Passo 2
O que é entropia, de forma simples e útil para prever o sinal de
?
- Entropia é uma medida do número de microestados acessíveis ao sistema — podemos pensar como “grau de desordem” ou “liberdade de movimento” das moléculas.
- Em geral, fases gaseosas têm entropia muito maior que fases líquidas ou sólidas porque as partículas no gás podem ocupar muito mais microestados (mais liberdade translacional).
- Para gases, a contribuição translacional à entropia cresce quando há mais partículas independentes (mais maneiras de distribuir energia e posição entre partículas). Portanto, reduzir o número de partículas gasosas tende a reduzir a entropia total do sistema.
Passo 3
Aplicando esse raciocínio ao processo dado:
- Conte de mols gasosos:
- Um
negativo indica que o número de partículas gasosas diminui durante a reação. - Menos partículas gasosas significa menos graus de liberdade translacionais independentes e, portanto, menos microestados acessíveis ao sistema — isto tende a reduzir a entropia.
Passo 4
Comentários adicionais (por que não compensa o aumento de outras contribuições):
- Quando duas moléculas de
se unem formando uma molécula maior , a nova molécula pode ter mais modos internos (vibrações/rotações), o que aumenta levemente a entropia por partícula. - Contudo, na maioria dos casos de dimerização gasosa a perda na entropia translacional (porque o número de partículas gasosas caiu) domina sobre o ganho em modos internos, resultando em
. - Se precisássemos do valor numérico, teríamos que consultar entropias molares padrão
e calcular . Sem esses números, a previsão qualitativa pelo sinal de é suficiente e confiável.
Passo 5
Resumo e incentivo:
- Pelo raciocínio acima (diminuição do número de partículas gasosas e consequente perda de microestados translacionais), a entropia do sistema diminui neste processo.
- Você está indo bem em pensar em termos de número de moléculas gasosas; isso resolve muitos exercícios de previsão de sinal de
. Força aí — já é metade do caminho para a prova!
Resposta
Diminuição da entropia.