(ProfSM) A alternativa que NÃO traz uma reação química que ocorre em meio aquoso com liberação da energia livre de Gibbs a pressão e temperatura ambientes é:
A) \mathrm{HBr}+\mathrm{LiOH} \rightarrow \mathrm{LiBr}+\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}
B) \mathrm{NH}_{3}+\mathrm{CH}_{3} \mathrm{COOH} \rightarrow \mathrm{NH}_{4} \mathrm{CH}_{3} \mathrm{COO}
C) \mathrm{Mg}\left(\mathrm{NO}_{3}\right)_{2}+\mathrm{K}_{2} \mathrm{SO}_{4} \rightarrow 2 \mathrm{KNO}_{3}+\mathrm{MgSO}_{4}
D) \mathrm{Pb}\left(\mathrm{CH}_{3} \mathrm{COO}\right)_{2}+2 \mathrm{NaBr} \rightarrow \mathrm{PbBr}_{2}+2 \mathrm{NaCH}_{3} \mathrm{COO}
E) \mathrm{ZnS}+2 \mathrm{HCl} \rightarrow \mathrm{ZnCl}_{2}+\mathrm{H}_{2} \mathrm{~S}

Passo 1

O enunciado pede que a gente identifique qual das reações não ocorre em meio aquoso com liberação de energia livre de Gibbs (ΔG < 0) nas condições ambientes de pressão e temperatura. Na prática, reações que liberam ΔG geralmente envolvem neutralização ácido-base, precipitação, formação de gás ou de um fraco eletrólito, pois esses processos têm um ganho de entropia ou entalpia que torna ΔG negativo.

Passo 2

Analisando a reação A:
\mathrm{HBr} + \mathrm{LiOH} \rightarrow \mathrm{LiBr} + \mathrm{H_2O}
é uma reação de neutralização entre um ácido forte \mathrm{HBr} e uma base forte \mathrm{LiOH}. Neutralizações fortes são sempre espontâneas em água, com ΔG bem negativo, pois formam água e liberam calor.

Passo 3

Analisando a reação B:
\mathrm{NH_3} + \mathrm{CH_3COOH} \rightarrow \mathrm{NH_4CH_3COO}
é também uma reação ácido-base. Mesmo sendo ácido e base fracos, o equilíbrio favorece fortemente o produto porque o \mathrm{p}K_\mathrm{a} do ácido conjugado do \mathrm{NH_3} (i.e.\ \mathrm{NH_4^+}, \mathrm{p}K_\mathrm{a}\approx9{,}25) é bem maior que o \mathrm{p}K_\mathrm{a} do \mathrm{CH_3COOH} \approx4{,}76, resultando em K\gg1 e portanto ΔG negativo.

Passo 4

Analisando a reação C:
\mathrm{Mg(NO_3)_2} + \mathrm{K_2SO_4} \rightarrow 2\,\mathrm{KNO_3} + \mathrm{MgSO_4}
todos os sais envolvidos \mathrm{Mg(NO_3)_2}, \mathrm{K_2SO_4}, \mathrm{KNO_3} e \mathrm{MgSO_4} são solúveis em água. Não há formação de precipitado, gás ou fraco eletrólito: é apenas uma troca de íons que permanece completamente dissociada. Não existe um ganho de entropia ou entalpia extra além da mistura simples, logo ΔG \approx 0 e não há liberação de energia livre.

Passo 5

Analisando a reação D:
\mathrm{Pb(CH_3COO)_2} + 2\,\mathrm{NaBr} \rightarrow \mathrm{PbBr_2(s)} + 2\,\mathrm{NaCH_3COO}
a formação do precipitado \mathrm{PbBr_2} é um processo espontâneo (ΔG negativo) porque PbB r_{2} é pouco solúvel em água, o que gera um forte empurrão ao produto.

Passo 6

Analisando a reação E:
\mathrm{ZnS} + 2\,\mathrm{HCl} \rightarrow \mathrm{ZnCl_2} + \mathrm{H_2S(g)}
a liberação de \mathrm{H_2S} gasoso torna a reação espontânea (ΔG negativo) em condições ambientes, já que o gás escapa do meio e desloca o equilíbrio.

Resposta

C) \mathrm{Mg(NO_3)_2} + \mathrm{K_2SO_4} \rightarrow 2\,\mathrm{KNO_3} + \mathrm{MgSO_4}

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