Uma reação A com De e outra B com De, comparando a equação de Gibbs e de Arrhenius, discuta como alterações na temperatura podem afetar a viabilidade e a velocidade destas reações?

Passo 1

Beleza, vamos lá! Temos duas reações químicas: a Reação A com De e a Reação B com De. Vou te ajudar a entender como a temperatura pode influenciar se essas reações são viáveis (ou seja, se elas acontecem espontaneamente) e a velocidade com que elas acontecem. Para isso, vamos usar duas ferramentas principais da química: a Equação de Gibbs e a Equação de Arrhenius.

Passo 2

Primeiro, vamos falar sobre a Energia Livre de Gibbs ( De). Essa é uma medida que nos diz se uma reação vai rolar sozinha ou não. Se De for negativa, a reação é espontânea e viável. No nosso caso, as duas reações têm De negativo, então ambas são viáveis. A Reação B, com De, é mais espontânea do que a Reação A.

Passo 3

Agora, sobre a Equação de Gibbs: Ela é dada por
De
onde De é a entalpia (energia absorvida ou liberada), T é a temperatura em Kelvin e De é a entropia (medida de desordem). Se a temperatura aumenta, o termo TDe também aumenta, o que pode tornar De mais negativo ou menos negativo, dependendo do sinal de De.

Passo 4

Como a Reação B tem um De mais negativo, isso pode indicar que ela tem uma maior tendência a ocorrer espontaneamente, especialmente se a entropia também for considerada. Se a temperatura aumentar, dependendo dos valores de De e De, a viabilidade pode ser afetada de maneira diferente para cada reação.

Passo 5

Agora, vamos para a Equação de Arrhenius, que nos ajuda a entender a velocidade da reação. Ela é dada por:
k = A cdot e^-EaRT
onde k é a constante de velocidade, A é o fator pré-exponencial, Ea é a energia de ativação, R é a constante dos gases e T é a temperatura. De acordo com essa equação, se a temperatura aumenta, a constante de velocidade k também aumenta, fazendo a reação acontecer mais rápido.

Passo 6

Então, para ambas as reações A e B, se a temperatura aumentar, a velocidade delas vai aumentar porque k aumenta. Mas a viabilidade, ou seja, se a reação acontece espontaneamente, depende de como a temperatura influencia De através da equação de Gibbs. Reação B, sendo mais viável inicialmente, pode se tornar ainda mais viável ou menos, dependendo dos valores de De e De.

Resposta

Em resumo, ao aumentar a temperatura, ambas as reações A e B se tornam mais rápidas devido ao aumento na constante de velocidade segundo a Equação de Arrhenius. Quanto à viabilidade, ambas permanecem espontâneas já que De é negativo, mas a Reação B, com um De mais negativo, tende a ser mais favorável. Além disso, o efeito da temperatura na viabilidade depende dos valores específicos de entalpia e entropia de cada reação.

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