Sabe-se que a reação (II-a) apresenta uma variação positiva para a entropia (AS >= 0) a qualquer temperatura. Assim, temos que esta reação será espontânea em qualquer temperatura.

Passo 1

Beleza, o enunciado diz que a reação II-a tem variação de entropia ΔS ≥ 0 em qualquer temperatura. O assunto aqui é Termodinâmica – mais precisamente espontaneidade de reações usando a energia livre de Gibbs. Para resolver a gente vai precisar da fórmula
De
e do critério de espontaneidade: uma reação é espontânea se .

Passo 2

Antes de mais nada, o que é essa tal de entropia? Entropia (S) é uma medida de “bagunça” ou desordem do sistema. Quando dizemos que ΔS ≥ 0, significa que, no processo, a desordem do sistema aumentou ou pelo menos não diminuiu. Isso geralmente favorece espontaneidade, mas ainda falta ver o papel da energia (entalpia).

Passo 3

Agora fala de energia livre de Gibbs, ΔG. Ela une entalpia (ΔH) e entropia (ΔS) numa conta só:
De
O critério é simples:
  • Se , a reação rola sozinha (espontânea).
  • Se , precisa de “empurrão” (não espontânea).
  • Se , fica em equilíbrio.

Passo 4

Como temos ΔS ≥ 0, o termo De é sempre menor ou igual a zero (porque ). Logo:
Para garantir espontaneidade em toda temperatura, basta que ΔH seja ≤ 0 (ou seja, a reação não absorve energia líquida ou ainda libera calor). Assim, mesmo no pior caso (ΔS = 0), fica , e quando ΔS > 0, aí o empurra ainda mais pra negativo.

Resposta

Como ΔS ≥ 0 e ΔH ≤ 0, a energia livre é sempre negativa ( ). Logo, a reação II-a é espontânea a qualquer temperatura.

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