Considere a reação
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(b) Pensando na entropia como incerteza, justifique o sinal da entropia no item (a).
Dados: entalpias padrão de formação a 298 K
(b) Pensando na entropia como incerteza, justifique o sinal da entropia no item (a).
Dados: entalpias padrão de formação a 298 K
substância |
|
---|---|
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3,28 |
|
15,70 |
|
8,41 |
|
10,51 |
Passo 1
Beleza, vamos lá! A gente tem uma reação química envolvendo óxido de ferro (Fe₂O₃), hidrogênio (H₂), ferro (Fe) e água (H₂O). A questão quer que a gente pense na entropia como uma medida de incerteza e justifique se a entropia da reação é positiva ou negativa. Para isso, vamos precisar dos valores padrão de entropia (S°) de cada substância envolvida na reação.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar como calcular a variação de entropia (ΔS°) de uma reação. A fórmula é:
Ou seja, a entropia total dos produtos menos a entropia total dos reagentes, levando em conta os coeficientes estequiométricos da reação.
Passo 3
Vamos colocar os valores na fórmula. A reação dada é:
Usando os valores de entropia fornecidos:
-
Reagentes:
- Fe₂O₃: 10,51 R
- 3 H₂: 3 × 15,70 R = 47,10 R
- Total dos reagentes: 10,51 R + 47,10 R = 57,61 R
-
Produtos:
- 2 Fe: 2 × 3,28 R = 6,56 R
- 3 H₂O: 3 × 8,41 R = 25,23 R
- Total dos produtos: 6,56 R + 25,23 R = 31,79 R
Agora, calculando ΔS°:
Passo 4
A variação de entropia (ΔS°) deu negativa, ou seja, -25,82 R. Isso significa que a entropia dos produtos é menor que a dos reagentes. Pensando em termos de incerteza, isso indica que os produtos estão em um estado mais organizado ou com menor desordem comparado aos reagentes. Na reação, temos gases (H₂) se transformando em líquido (H₂O), o que geralmente reduz a incerteza porque líquidos têm menos liberdade de movimento que gases.
Resposta
A variação de entropia da reação é negativa (ΔS° = -25,82 R), indicando que a entropia dos produtos é menor que a dos reagentes, o que reflete uma redução na incerteza ou desordem do sistema.