A reação de oxidação do sódio, 2 Na(s)+1 / 2 O2(xi) Na2 O(s), exotérmica e tem variação de entropia negativa, a 25^circ C. Pela 2^ a <=i da termodinâmica, em um processo espontâneo a entropia do universo sempre aumenta. Há alguma incoerência em relação à espontaneidade da oxidação do sódio e a ^2 ! lei? Justifique sua resposta.

Passo 1

Beleza, vamos lá! Você trouxe uma reação de oxidação do sódio que é exotérmica (libera calor) e tem variação de entropia negativa (a desordem diminui) a 25°C. Quer saber se isso está de acordo com a Segunda Lei da Termodinâmica, que diz que, em processos espontâneos, a entropia do universo sempre aumenta. Para resolver isso, vamos usar conceitos de entalpia, entropia e energia livre de Gibbs.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que significa uma reação ser exotérmica. Isso quer dizer que a reação libera energia na forma de calor, ou seja, a variação de entalpia ( De) é negativa:
De

Passo 3

Agora, sobre a entropia ( De), que mede a desordem do sistema. Uma variação de entropia negativa indica que a desordem diminui:
De

Passo 4

A Segunda Lei da Termodinâmica nos fala que a espontaneidade de um processo está relacionada à energia livre de Gibbs ( De). A fórmula para calcular essa energia é:
De
Onde:
  • De é a variação da energia livre de Gibbs.
  • De é a variação de entalpia.
  • T é a temperatura em Kelvin.
  • De é a variação de entropia.
Para um processo ser espontâneo, De deve ser negativo:
De

Passo 5

Vamos converter a temperatura de 25°C para Kelvin:
T = 25 + 273 = 298 , K

Passo 6

Agora, aplicando os sinais que conhecemos:
De
Substituindo na fórmula:
De
Como De é negativo, $ - T \Delta S$ se torna positivo. Portanto, - T De depende da relação entre De e De.

Passo 7

Para que De seja negativo:
|De T |De
Ou seja, a magnitude de De deve ser maior que a magnitude de T De.

Passo 8

Isso significa que, mesmo com a entropia diminuindo, se a reação libera calor suficiente (entalpia suficientemente negativa), o processo pode ser espontâneo. Portanto, não há incoerência com a Segunda Lei da Termodinâmica.

Resposta

Não há incoerência; a oxidação do sódio é espontânea porque a energia liberada supera a redução da entropia, alinhando-se com a Segunda Lei da Termodinâmica.

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