Em uma determinada reação biológica, que ocorre no corpo a
, a variação de entalpia foi de
e a variação de entropia foi
? Essa reação ocorreu de forma espontânea ou não? Explique termodinamicamente, apontando o potencial termodinâmico do sistema e, em caso afirmativo, diga qual foi a força motriz para a ocorrência do processo.
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado diz que, a 37 °C, uma reação biológica tem ΔH = –135 kJ/mol e ΔS = –136 J/(K·mol), e pede para saber se ela é espontânea, apontando o potencial termodinâmico e a força motriz. Isso é Termodinâmica química: a gente vai usar entalpia (ΔH), entropia (ΔS) e, principalmente, a energia livre de Gibbs (ΔG) para decidir espontaneidade.
Passo 2
Primeiro, passa a temperatura de Celsius para Kelvin, porque na equação do ΔG a gente precisa de Kelvin:
Passo 3
Depois, ajusta as unidades de ΔS para combinar com ΔH (que está em kJ):
Isso é importante pra não misturar J com kJ.
Passo 4
Agora aplica a fórmula da energia livre de Gibbs:
Substituindo:
Calculando o segundo termo:
Logo:
Passo 5
Aí é moleza interpretar: ΔG é negativo (≈ –92,8 kJ/mol), então a reação é espontânea. O potencial termodinâmico que usamos foi a energia livre de Gibbs. Mesmo a entropia caindo (ΔS < 0), a reação libera tanta energia de entalpia (ΔH negativo) que vence a parte “menos organizada” do sistema. Por isso a força motriz aqui é a liberação de entalpia, ou seja, o termo –ΔH.
Resposta
A reação ocorre de forma espontânea porque ΔG = –92,8 kJ/mol < 0. O potencial termodinâmico é a energia livre de Gibbs (ΔG) e a força motriz do processo foi a grande liberação de entalpia (ΔH negativo).