Quais dos seguintes compostos tornam-se menos estáveis em relação aos elementos quando a temperatura aumenta: (a)
, ciclo-propano; (b)
; ©
; (d)
?
Passo 1
Beleza, vamos lá! A pergunta quer saber quais desses compostos ficam menos estáveis comparados aos elementos quando a temperatura aumenta. Isso está relacionado com a termodinâmica química, especificamente com como a energia e a entropia afetam a estabilidade das substâncias. Para resolver, vamos analisar cada composto e ver como a elevação da temperatura pode influenciar sua estabilidade.
Passo 2
Primeiro, é importante entender que a estabilidade de um composto em relação aos seus elementos depende da variação da energia livre de Gibbs (
) da reação de decomposição. A equação da energia livre de Gibbs é:
Onde:
-
é a variação da entalpia (energia absorvida ou liberada) -
é a temperatura em Kelvin -
é a variação da entropia (medida da desordem)
Se
se torna mais negativo com o aumento da temperatura, a decomposição se torna mais favorável, ou seja, o composto fica menos estável.
Passo 3
Vamos analisar cada composto:
(a)
, ciclo-propano
Ser uma molécula orgânica geralmente implica que ela pode se decompor em carbono e hidrogênio quando aquecida, aumentando a entropia (
positiva). Com o aumento da temperatura, o termo
se torna mais negativo, tornando
mais negativo. Logo, o ciclo-propano fica menos estável.
(b)
O óxido de cálcio é um composto iônico muito estável. Sua decomposição em cálcio e oxigênio requer muita energia e não ocorre facilmente com aumento de temperatura em condições normais. Portanto,
permanece estável mesmo com o aumento da temperatura.
©
O óxido nitroso pode se decompor em nitrogênio e oxigênio, aumentando a entropia. Assim como no ciclo-propano, com o aumento da temperatura,
diminui, tornando
menos estável.
(d)
A azida de hidrogênio é igualmente instável e tende a se decompor em nitrogênio e hidrogênio quando aquecida, aumentando a entropia. Portanto, com o aumento da temperatura,
também se torna menos estável.
Resposta
Os compostos que tornam-se menos estáveis em relação aos elementos quando a temperatura aumenta são:
a) , ciclo-propano;
c) ;
d) .
a)
c)
d)