Comente a afirmativa, indicando se ela é falsa ou verdadeira: uma reação de formação envolve somente elementos químicos em seus estados físicos (formas) mais estáveis a ( (\mathrm{T}, \mathrm{P}^{\circ} )).
Passo 1
O enunciado pede que eu comente se a afirmativa abaixo é falsa ou verdadeira e por quê:
“Afirmativa: uma reação de formação envolve somente elementos químicos em seus estados físicos (formas) mais estáveis a
.”
Informações relevantes do enunciado:
- Trata-se de “reação de formação” (termo-chave).
- Menciona “elementos químicos” e “estados físicos (formas) mais estáveis” avaliados a uma condição
(onde é a pressão padrão). - Precisa indicar veracidade (verdadeira/falsa) e justificar.
Passo 2
O que é uma reação de formação (definição e convenção).
- Por definição, a entalpia padrão de formação
de uma substância é a variação de entalpia quando se forma da substância a partir dos seus elementos na sua forma mais estável, nas condições padrão escolhidas (normalmente ). - A “reação de formação padrão” é então a reação química escrita com os reagentes sendo os elementos puros na sua forma padrão (mais estável) e o produto sendo
da substância em sua forma especificada. - Exemplo de convenção: para
,
Aqui usa-se o carbono como grafite porque a grafite é a forma mais estável de carbono a
e
.
Passo 3
O que significa "formas mais estáveis a
" e por que isso importa.
- “Forma mais estável” de um elemento é a fase/alotropo que tem menor energia livre (ou que é quimicamente mais estável) sob as condições
. Exemplos: - Para carbono a
e : a forma padrão é a grafite (não o diamante). - Para oxigênio: a forma padrão é
(não ). - Para fósforo: a forma padrão é o fósforo branco ou vermelho? A forma mais estável à
é o fósforo branco? (observação: se houver dúvida sobre qual é a forma mais estável para um elemento específico, deve-se consultar uma tabela; não adivinhar).
- Para carbono a
- A escolha da forma mais estável é essencial porque mudanças de allotropia (por exemplo usar diamante em vez de grafite) mudam totalmente o valor de
.
Passo 4
Confirmando a veracidade da afirmativa (resposta curta com justificativa).
- Afirmativa verdadeira: a convenção de “reação de formação padrão” exige que os reagentes sejam os elementos puros na sua forma mais estável nas condições
. Portanto, é correto afirmar que uma reação de formação envolve somente elementos químicos em seus estados físicos (formas) mais estáveis a , segundo a definição padrão usada em termodinâmica química.
Passo 5
Exemplos concretos para fixar (como escrever na prova).
- Exemplos práticos de reações de formação padrão:
- Para
:
- Para
:
- Para
já mostrado:
- Para
- Regra prática para montar a reação na prova:
- Escrever apenas elementos puros como reagentes.
- Usar a forma mais estável de cada elemento à condição
. - Ajustar coeficientes de modo a formar exatamente
do produto na sua forma especificada.
Passo 6
Observações e exceções importantes (o que o enunciado não diz explicitamente).
- Para elementos que aparecem como íons em solução (por exemplo
), a definição de entalpia de formação de espécies solvatadas envolve convenções (por exemplo a entalpia padrão de formação do elétron livre em solução não é definida diretamente) — isso não invalida a convenção geral, apenas mostra que para espécies iônicas em solução existem artifícios práticos na referência. - Se um autor escolher outra temperatura padrão (não
), a “forma mais estável” pode mudar com . Por isso é preciso sempre especificar . - Em casos onde duas formas têm energias praticamente idênticas ou existe ambiguidade, deve-se consultar tabelas oficiais ou a especificação do problema.
Passo 7
Resumo final e incentivo (como usar isso na prova).
- Conclusão direta: a afirmativa é verdadeira porque é exatamente essa a convenção usada para definir reações de formação padrão e
. - Na prova: quando pedirem uma reação de formação ou disserem “usar elementos nos seus estados padrão”, siga a regra: elemento puro na sua forma mais estável a
, produto: da substância dada. Se tiver dúvida sobre qual forma é a mais estável para um elemento, escreva uma nota (por exemplo “grafite para carbono”) ou consulte tabela se for permitido — isso evita erro por usar, por exemplo, diamante.
Resposta
Verdadeira.