A equação da energia livre de Gibbs é dada por
. Considerando isso, qual das alternativas a seguir é verdadeira?
a) Se
e
, a reação será espontânea em qualquer temperatura.
b) Se
e
, a reação será espontânea em todas as temperaturas.
c)
e
, a reação será espontânea apenas em baixas temperaturas.
d) Se
e
, a reação será espontânea apenas em altas temperaturas.
a) Se
b) Se
c)
d) Se
Passo 1
Resumo do enunciado: temos a equação da energia livre de Gibbs
e precisamos descobrir, para cada combinação de sinais de ΔH e ΔS, se a reação é espontânea (isto é, se
Conteúdo: termoquímica – espontaneidade de reações via energia livre de Gibbs. Vamos usar a condição básica: reação espontânea quando
Passo 2
Teoria básica:
- A equação é
. - Para uma reação ser espontânea, precisa valer
. - O sinal de
(entalpia) mostra se a reação absorve calor (+) ou libera calor (–). - O sinal de
(entropia) mostra se a desordem do sistema aumenta (+) ou diminui (–).
Passo 3
Análise da alternativa (a):
“Se e
, a reação será espontânea em qualquer temperatura.”
Aqui e
dá
“Se
Aqui
ou seja,
Portanto, (a) é falsa.
Passo 4
Análise da alternativa (b):
“Se e
, a reação será espontânea em todas as temperaturas.”
Aqui e
dá
“Se
Aqui
que é sempre negativo, independentemente de
Por enquanto, (b) parece correta.
Passo 5
Análise da alternativa ©:
“Se e
, a reação será espontânea apenas em baixas temperaturas.”
Aqui . Em
muito alto, o termo
domina e
fica negativo (espontânea em altas
). Em baixas
,
tende a positivo. Então é o contrário do enunciado. © é falsa.
“Se
Aqui
Passo 6
Análise da alternativa (d):
“Se e
, a reação será espontânea apenas em altas temperaturas.”
Aqui . Para
alto,
vence e
(não espontânea). Em baixas
,
pode ser negativo. Então também é o oposto do que o enunciado diz. (d) é falsa.
“Se
Aqui
Resposta
A alternativa correta é a (b): Se
e
, a reação é espontânea em todas as temperaturas.