A equação da energia livre de Gibbs é dada por De. Considerando isso, qual das alternativas a seguir é verdadeira?
a) Se De0 e De, a reação será espontânea em qualquer temperatura.
b) Se De e De0, a reação será espontânea em todas as temperaturas.
c) Se De0 e De0, a reação será espontânea apenas em baixas temperaturas.
d) Se De e De, a reação será espontânea apenas em altas temperaturas.

Passo 1

Resumo do enunciado: temos a equação da energia livre de Gibbs
De
e precisamos descobrir, para cada combinação de sinais de ΔH e ΔS, se a reação é espontânea (isto é, se De), e em quais faixas de temperatura isso ocorre.
Conteúdo: termoquímica – espontaneidade de reações via energia livre de Gibbs. Vamos usar a condição básica: reação espontânea quando De.

Passo 2

Teoria básica:
  1. A equação é De.
  2. Para uma reação ser espontânea, precisa valer De.
  3. O sinal de De (entalpia) mostra se a reação absorve calor (+) ou libera calor (–).
  4. O sinal de De (entropia) mostra se a desordem do sistema aumenta (+) ou diminui (–).

Passo 3

Análise da alternativa (a):
“Se De0 e De, a reação será espontânea em qualquer temperatura.”
Aqui De0 e De
De
ou seja, De é sempre positivo. Reação NÃO é espontânea em nenhuma temperatura.
Portanto, (a) é falsa.

Passo 4

Análise da alternativa (b):
“Se De e De0, a reação será espontânea em todas as temperaturas.”
Aqui De e De0
De
que é sempre negativo, independentemente de T. Logo, a reação é espontânea a todas as temperaturas.
Por enquanto, (b) parece correta.

Passo 5

Análise da alternativa ©:
“Se De0 e De0, a reação será espontânea apenas em baixas temperaturas.”
Aqui De. Em T muito alto, o termo TDe domina e De fica negativo (espontânea em altas T). Em baixas T, De tende a positivo. Então é o contrário do enunciado. © é falsa.

Passo 6

Análise da alternativa (d):
“Se De e De, a reação será espontânea apenas em altas temperaturas.”
Aqui De. Para T alto, T|De vence e De0 (não espontânea). Em baixas T, De pode ser negativo. Então também é o oposto do que o enunciado diz. (d) é falsa.

Resposta

A alternativa correta é a (b): Se De e De0, a reação é espontânea em todas as temperaturas.

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