Sem realizar cálculos, preveja o sinal de \Delta S para cada uma das seguintes reações:
\mathrm{SiCl}_{4}(\mathrm{~g}) \rightarrow \mathrm{Si}(\mathrm{s})+2 \mathrm{Cl}_{2}(\mathrm{~g})

Passo 1

O enunciado pede: sem realizar cálculos, prever o sinal de \Delta S para a reação
\mathrm{SiCl}_{4}(\mathrm{g}) \rightarrow \mathrm{Si}(\mathrm{s}) + 2\,\mathrm{Cl}_{2}(\mathrm{g}).
Informações fornecidas (tiradas diretamente do enunciado):
  • Reagente: uma espécie gasosa, \mathrm{SiCl}_4(\mathrm{g}).
  • Produtos: um sólido, \mathrm{Si}(\mathrm{s}), e duas moléculas de gás, 2\,\mathrm{Cl}_2(\mathrm{g}).
  • A tarefa é apenas prever o sinal de \Delta S (positivo, negativo ou aproximadamente zero) sem fazer contas numéricas.

Passo 2

O que é entropia, de um jeito simples e útil para a prova: a entropia é uma medida do número de microestados acessíveis ao sistema — quantas maneiras diferentes as partículas podem ser arranjadas mantendo a mesma energia. Uma forma curta e memorizável é:
S = k\ln W,
onde S é a entropia, k é a constante de Boltzmann e W é o número de microestados. Mais microestados significa maior S. Em linguagem física simples: mais “desordem” ou maior dispersão espacial/energética → maior entropia.

Passo 3

Principais regras qualitativas que uso sempre nessas previsões (decora, é muito útil):
  • Estados físicos ordenados têm entropia menor que estados desordenados: normalmente \displaystyle S(\text{g}) \gg S(\text{l}) > S(\text{s}). Ou seja, gases têm entropia muito maior que sólidos.
  • Aumentar o número de mols de gás tende a aumentar a entropia, porque mais partículas de gás significam mais formas de distribuir posição e energia (mais microestados).
  • Formar um sólido a partir de gases tende a diminuir S, enquanto quebrar uma molécula gasosa em mais moléculas gasosas tende a aumentar S.

Passo 4

Aplicando essas regras ao caso concreto: compare partículas gasosas antes e depois.
  • À esquerda (reagente) há uma molécula gasosa: uma unidade de gás — \mathrm{SiCl}_4(\mathrm{g}).
  • À direita (produtos) há duas moléculas gasosas: 2\,\mathrm{Cl}_2(\mathrm{g}), mais um sólido \mathrm{Si}(\mathrm{s}).
Logo, o número de mols (ou moléculas) de gás aumenta: passa-se de 1 mol de gás para 2 mols de gás (variação líquida de +1 mol de gás). Esse aumento no número de partículas gasosas fornece um grande incremento no número de microestados acessíveis e, portanto, tende a aumentar fortemente a entropia.

Passo 5

Agora considere o efeito de formar o sólido \mathrm{Si}(\mathrm{s}): isso reduz a entropia porque sólidos têm muito menos microestados do que gases. No entanto, o ganho de entropia devido ao aumento de gás (de 1 para 2 mols) costuma ser maior do que a perda associada à formação de um mol de sólido a partir de gás, porque a diferença de entropia entre gás e sólido é grande e o acréscimo de um mol extra de gás é um efeito significativo.

Passo 6

Conclusão qualitativa combinando os dois efeitos: aumento no número total de mols de gás (favorável a \Delta S>0) + formação de sólido (favorável a \Delta S<0). Em termos práticos e sem cálculos, o aumento do número de moléculas gasosas domina, de modo que a entropia total tende a aumentar.

Passo 7

Portanto, a previsão para o sinal de \Delta S da reação dada é positiva: há aumento de entropia global.

Resposta

\Delta S>0 (positivo)

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