1. A força motriz para a reação do di-hidrogênio com o dinitrogênio para produzir amônia é a entropia ou a entalpia? Não consulte tabelas de dados. Explique seu raciocínio.

Passo 1

O enunciado pergunta qual é a força motriz da reação
\mathrm{N_2}(g) + 3\,\mathrm{H_2}(g) \to 2\,\mathrm{NH_3}(g)
isto é, se a espontaneidade vem principalmente da entalpia \Delta H ou da entropia \Delta S. Vamos analisar qualitativamente cada termo para decidir.

Passo 2

Para a parte de entalpia, note que na reação quebram-se ligações fortes de \mathrm{N\equiv N} e de \mathrm{H–H} e formam-se ligações \mathrm{N–H}. De modo geral, ligações \mathrm{N–H} são muito fortes e compensam mais energia do que se gastou para romper \mathrm{N\equiv N} e \mathrm{H–H}. Portanto o processo libera calor, ou seja
\Delta H < 0
é fortemente exotérmico.

Passo 3

Para a parte de entropia, consideremos o número de moléculas de gás: entramos com 4 mol de moléculas \mathrm{N_2}+3\mathrm{H_2} e saem 2 mol 2\,\mathrm{NH_3}. Isso reduz a desordem molecular, logo
\Delta S < 0.
Como a entropia diminui, esse termo age contra a espontaneidade.

Passo 4

A espontaneidade é dada por
\Delta G = \Delta H - T\,\Delta S.
Aqui \Delta H é negativo e -T\,\Delta S é positivo (já que \Delta S<0), mas a magnitude do \Delta H exotérmico supera o efeito desfavorável de \Delta S. Logo \Delta G<0 ocorre porque a entalpia liberada domina.

Resposta

A força motriz da reação é a entalpia.

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