Em uma determinada reação biológica, que ocorre no corpo a 37^circ C, a variação de entalpia foi de -135 kJ mol^-1 e a variação de entropia foi -136 J K^-1 mol^-1 ? 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:
T = 37,0 + 273,15 = 310,15 K

Passo 3

Depois, ajusta as unidades de ΔS para combinar com ΔH (que está em kJ):
ΔS = -136 J·K^-1·mol^-1 = -0,136 kJ·K^-1·mol^-1
Isso é importante pra não misturar J com kJ.

Passo 4

Agora aplica a fórmula da energia livre de Gibbs:
ΔG = ΔH - T·ΔS
Substituindo:
ΔG = (-135 kJ/mol) ;-; (310,15 K)·(-0,136 kJ·K^-1·mol^-1)
Calculando o segundo termo:
T·ΔS = 310,15 × (-0,136) approx -42,18 kJ/mol
Logo:
ΔG = -135 - (-42,18) = -135 + 42,18 = -92,82 kJ/mol

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).

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