Quais dos seguintes compostos tornam-se menos estáveis em relação aos elementos quando a temperatura aumenta: (a) C3 H6(g), ciclo-propano; (b) CaO(s); © N2 O(g); (d) HN3(g) ?

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 ( De) da reação de decomposição. A equação da energia livre de Gibbs é:
De
Onde:
  • De é a variação da entalpia (energia absorvida ou liberada)
  • T é a temperatura em Kelvin
  • De é a variação da entropia (medida da desordem)
Se De 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) C3H6(g), ciclo-propano

Ser uma molécula orgânica geralmente implica que ela pode se decompor em carbono e hidrogênio quando aquecida, aumentando a entropia ( De positiva). Com o aumento da temperatura, o termo -T De se torna mais negativo, tornando De mais negativo. Logo, o ciclo-propano fica menos estável.

(b) CaO(s)

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, CaO permanece estável mesmo com o aumento da temperatura.

© N2O(g)

O óxido nitroso pode se decompor em nitrogênio e oxigênio, aumentando a entropia. Assim como no ciclo-propano, com o aumento da temperatura, De diminui, tornando N2O menos estável.

(d) HN3(g)

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, HN3 também se torna menos estável.

Resposta

Os compostos que tornam-se menos estáveis em relação aos elementos quando a temperatura aumenta são:
a) C3H6(g), ciclo-propano;
c) N2O(g);
d) HN3(g).

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