Determinar a variação de entropia padrão para as reações abaixo a 298 K .
Passo 1
O enunciado pede: determinar a variação de entropia padrão para a reação a
. A reação fornecida é:
Informações relevantes dadas pelo enunciado:
- A temperatura é
. - As fases dos reagentes/produtos são:
(s), (s) e (g). - Necessitaremos dos valores de entropia molar padrão
de cada espécie à para calcular a variação de entropia padrão da reação.
Passo 2
Definição e fórmula que vamos usar: a variação de entropia padrão da reação
é dada pela soma das entropias molares padrão dos produtos menos a soma das entropias molares padrão dos reagentes, levando em conta os coeficientes estequiométricos. Em forma matemática:
Aqui:
-
é a variação de entropia padrão da reação (unidade: ). -
e são os coeficientes estequiométricos (positivos) das espécies nos termos de produtos e reagentes, respectivamente. -
e são as entropias molares padrão de cada substância à temperatura dada (unidade: ).
Observação intuitiva rápida sobre o que é entropia:
mede a “desordem” ou número de microestados acessíveis por mol de substância; quando um gás é formado a partir de um sólido, espera-se um aumento de entropia (positivo), porque gases têm muito mais microestados possíveis que sólidos.
Passo 3
Pegando os valores tabulados de entropia molar padrão à
(valores de tabelas termodinâmicas padrão):
(esses números são obtidos em tabelas termodinâmicas padrão; aqui estou usando valores típicos de referência.)
Passo 4
Aplicando a fórmula do Passo 2 à reação dada. Os coeficientes estequiométricos são
para todas as espécies, logo:
Substituindo os valores numéricos:
Agora faço as contas passo a passo:
Portanto:
Passo 5
Interpretação rápida do resultado:
significa que a entropia do sistema aumenta na reação — isso faz sentido porque a reação produz
gasoso a partir de sólidos, e a formação de um gás aumenta a desordem comparada aos sólidos. Força extra de ânimo: esse tipo de cálculo é apenas soma e subtração de valores tabulados — pratique memorizar a fórmula e onde achar as tabelas que você vai ficar fera nisso para a prova!