Comente, justificando, as seguintes frases:
a) Reações em fase gasosa, com variação de entalpia positiva e variação de número de moles negativa são sempre espontâneas.
a) Reações em fase gasosa, com variação de entalpia positiva e variação de número de moles negativa são sempre espontâneas.
Passo 1
Então, você tem uma questão que pede para comentar e justificar uma afirmação sobre reações químicas em fase gasosa. Vamos trabalhar com conceitos de termodinâmica, especificamente entalpia ($ \Delta H
\Delta n
\Delta G $). Para resolver isso, vamos precisar entender como esses conceitos se relacionam para determinar se uma reação é espontânea.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar o que cada termo significa:
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Entalpia ($ \Delta H $): Representa a quantidade de calor absorvido ou liberado durante uma reação a pressão constante. Se $ \Delta H $ é positivo, a reação absorve calor (é endotérmica).
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Variação do número de moles ($ \Delta n $): Indica a mudança na quantidade de moléculas gasosas durante a reação. Se $ \Delta n $ é negativo, significa que há menos moles de gás nos produtos do que nos reagentes.
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Energia Livre de Gibbs ($ \Delta G $): Determina se uma reação é espontânea. A fórmula é:Onde $ T $ é a temperatura em Kelvin e $ \Delta S $ é a variação da entropia.
Passo 3
Vamos analisar a afirmação: “Reações em fase gasosa, com variação de entalpia positiva e variação de número de moles negativa são sempre espontâneas.”
Primeiro, $ \Delta H $ é positivo, então a reação absorve calor. Isso tende a desfavor a espontaneidade porque $ \Delta H $ contribui positivamente para $ \Delta G $.
Segundo, $ \Delta n $ é negativo. Em fase gasosa, uma redução no número de moles geralmente significa que a entropia ($ \Delta S $) está diminuindo, ou seja, $ \Delta S $ é negativo. Isso porque há menos liberdade de movimento quando há menos moléculas de gás, o que reduz a desordem.
Passo 4
Agora, vamos ver como isso afeta $ \Delta G $:
Como $ \Delta H $ é positivo e $ \Delta S $ é negativo:
Ambos os termos são positivos, então $ \Delta G $ é positivo. Quando $ \Delta G $ é positivo, a reação não é espontânea.
Passo 5
Portanto, a afirmação de que essas reações são “sempre espontâneas” está incorreta. Na verdade, com $ \Delta H $ positivo e $ \Delta S $ negativo, a energia livre de Gibbs será positiva, indicando que a reação não ocorre de forma espontânea sob essas condições.
Resposta
A afirmação está errada. Reações gasosas com entalpia positiva e redução no número de moles geralmente não são espontâneas, pois a energia livre de Gibbs resulta positiva nessas condições.