Certa reação não é espontânea em
, e
. Indique se a reação é exotérmica ou endotérmica.
Passo 1
O enunciado fornece as seguintes informações e faz este pedido:
- Informação 1: A reação não é espontânea à temperatura
. - Informação 2:
. - Pergunta: Indicar se a reação é exotérmica ou endotérmica.
Passo 2
Conceitos e fórmulas importantes (explicados de forma simples):
- A grandeza que determina espontaneidade à temperatura
é a energia livre de Gibbs , dada por
Aqui:
-
é a variação da energia livre (unidade: ou ). -
é a variação de entalpia (calor trocado à pressão constante). Se a reação libera calor (exotérmica); se a reação absorve calor (endotérmica). -
é a temperatura absoluta em kelvin (aqui ). -
é a variação de entropia (unidade: ). -
Critério de espontaneidade:
- Se
a reação é espontânea. - Se
a reação não é espontânea. - Se
está em equilíbrio.
- Se
Passo 3
Usar a informação "a reação não é espontânea a
". Isso significa que
Substituindo a expressão de
obtemos a desigualdade
Essa manipulação algébrica é simples: somou-se
aos dois lados.
Passo 4
Calcular o termo
com os valores fornecidos (atenção às unidades):
Portanto a desigualdade do passo anterior vira
Passo 5
Interpretação final dos sinais:
- Como
é positivo (kelvin sempre positivo) e é positivo ( ), o produto é positivo, e a desigualdade implica . - Recordando:
significa que a reação absorve calor do meio — isto é, é endotérmica.
Resposta
Endotérmica, pois
(com
).