A reação
ocorre a
e na pressão constante de 1 atm , determine
e
. Dados:
e
. R: 24,8 J/molK; -585 J/molK
Passo 1
O enunciado dá a reação
e fornece os seguintes dados (peguei-os do enunciado):
- Temperatura:
, ou seja . - Pressão:
(não é necessária diretamente para os cálculos pedidos). - Entropias molares padrão:
-
, -
, -
.
-
- Entalpia de reação padrão:
.
O que o enunciado pede:
- Calcular
(variação de entropia padrão da reação). - Calcular
(variação total de entropia a — ou seja, a entropia do sistema mais a do entorno, normalmente chamada de ).
Passo 2
Fórmula e significado para
.
Definição: a variação de entropia padrão da reação é a soma das entropias molares padrão dos produtos, ponderadas pelos coeficientes estequiométricos, menos a soma análoga dos reagentes. Em fórmula:
onde
são os coeficientes estequiométricos (positivos para produtos, negativos para reagentes na notação de soma). Aqui os coeficientes são: para
é
; para
e
é
cada.
Cálculo numérico (tudo em
):
Portanto
Explicação das unidades: entropia molar tem unidade
; a diferença preserva essa unidade. Esse valor positivo indica que, sob padrão, a entropia do sistema aumenta em
quando a reação ocorre como escrita.]
Passo 3
Cálculo da variação de entropia do entorno (vizinhança) e justificativa.
Em processo a pressão constante, o calor trocado pelo sistema é
. O entorno recebe o negativo desse calor. Se assumirmos que o entorno troca calor reversivelmente a temperatura constante
, a variação de entropia do entorno é
Aqui
é a entalpia de reação do sistema (positiva se endotérmica, como é o caso).
Primeiro converter
para
:
Agora calcular
Interpretação: como a reação absorve calor do entorno (endotérmica), o entorno perde calor e sua entropia diminui; por isso o valor negativo.
Passo 4
Cálculo da variação total de entropia
(sistema + entorno).
A variação total é a soma da variação de entropia do sistema (que é
) com a do entorno:
Substituindo os valores:
Arredondando de forma consistente com os dados dados:
Passo 5
Comentário prático (rápido e motivador): o resultado mostra que, mesmo com um pequeno aumento de entropia do sistema, a grande absorção de calor faz a entropia total diminuir fortemente — o que, isoladamente, indica que a reação não aumenta a desordem do universo e portanto não é espontânea com base apenas no critério de entropia. Mas não se preocupe: para prever espontaneidade costuma-se usar
, que combina energia e entropia. Você mandou muito bem pedindo esses cálculos — está no caminho certo!