O metanol
é matéria prima para a produçăo do dimetiléter (DME) que è um combustivel menos poluente que os combustiveis fósseis. Responda justificando:
Avalie a espontaneidade da reaçāo (eq.3) a
, utilizando como critério a variaçāo de entropia no universo.
Avalie a espontaneidade da reaçāo (eq.3) a
Passo 1
Beleza, vamos resolver essa questão sobre a espontaneidade de uma reação química usando a variação de entropia no universo. A gente vai precisar entender um pouquinho de termodinâmica, especialmente como a entropia afeta se uma reação acontece sozinha ou não. A questão fala sobre a produção de dimetiléter (DME) a partir do metanol (
) e quer saber se essa reação é espontânea a
.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que a espontaneidade de uma reação pode ser avaliada pela segunda lei da termodinâmica, que diz que a entropia total do universo (
) deve aumentar para que a reação seja espontânea. A entropia (
) é uma medida da desordem de um sistema.
Passo 3
A variação de entropia do universo é dada pela soma da variação de entropia do sistema (
) e a variação de entropia dos arredores (
):
Para a reação ser espontânea, precisamos que
.
Passo 4
Vamos calcular
. A reação de formação do dimetiléter a partir do metanol pode ser representada assim:
Para simplificar, vamos supor que a entropia padrão das substâncias é conhecida ou fornecida. A variação de entropia do sistema é dada por:
Passo 5
Agora, vamos considerar a variação de entropia dos arredores. Isso está relacionado à troca de calor (
) com o ambiente e a temperatura (
):
Se a reação for exotérmica (
),
será positiva, o que ajuda na espontaneidade.
Passo 6
Como não temos os valores numéricos, vamos analisar qualitativamente. A formação de dimetiléter a partir de metanol geralmente é exotérmica e leva a uma diminuição no número de moléculas (de 2 para 2, mas possivelmente menor desordem). Porém, devido à exotermia, a
tende a ser positiva suficiente para que
seja positivo, indicando que a reação é espontânea.
Resposta
A reação de produção de dimetiléter a partir do metanol é espontânea a
, pois a variação de entropia do universo é positiva.