Sem realizar cálculos, preveja o sinal de
para cada uma das seguintes reações:
Passo 1
O enunciado pede que eu preveja o sinal de
para a reação
Fe(s) + 2 HCl(g) FeCl
(s) + H
(g).
Informações dadas:
Fe(s) + 2 HCl(g)
Informações dadas:
- Há reagentes: um sólido Fe(s) e
mols de HCl(g). - Há produtos: um sólido FeCl
(s) e mol de H (g).
O que se pede: determinar seda reação é positivo, negativo ou aproximadamente zero, sem fazer cálculos numéricos.
Passo 2
O que é
qualitativamente (mini-aula):
é a variação de entropia do sistema — pense nela como uma medida do “grau de desordem” ou do número de microestados acessíveis. Regras intuitivas úteis para prever o sinal sem calcular:
- Gases têm entropia muito maior que líquidos, e líquidos têm entropia maior que sólidos. Logo, tornar gás em sólido tende a diminuir a entropia.
- Aumentar o número de partículas gasosas (mais moléculas de gás no total) geralmente aumenta a entropia; reduzir o número de partículas gasosas tende a diminuir a entropia.
- Mudanças na estrutura interna de sólidos podem alterar a entropia, mas normalmente são efeitos muito menores que a presença/ausência de gases.
Passo 3
Contagem das espécies gasosas (passo-chave):
- Reagentes gasosos: há
mols de HCl(g). - Produtos gasosos: há
mol de H (g).
Portanto, o número total de mols de gás diminui depara ; houve uma perda de mol de gás no lado dos produtos.
Passo 4
Interpretação da mudança no número de gases:
- Cada partícula gasosa contribui muito para a entropia por causa da livre tradução (muitos microestados possíveis). Reduzir o número de partículas gasosas reduz fortemente o número total de microestados acessíveis.
- Logo, a diminuição de
para mol de gás tende a causar uma queda significativa na entropia do sistema.
Passo 5
Verificação de outros efeitos e conclusão qualitativa:
- Passagem de Fe(s) + formação de FeCl
(s): troca entre sólidos; mudanças de entropia associadas a rearranjos sólidos costumam ser pequenas comparadas ao efeito de mudar a quantidade de gás. - Formação de ligações e reorganização eletrônica também pode reduzir entropia, ou no mínimo não compensar a grande perda associada à diminuição do número de moléculas gasosas.
Portanto, o efeito dominante é a redução do número de mols de gás, o que implica redução da entropia.