Qual dos seguintes processos deve ter \Delta S<0 ? ( \Delta S=S_{\text {final }} - S_{\text{inicial}})
D. 2 \mathrm{Fe}(\mathrm{s})+3 / 2 \mathrm{O}_{2}(\mathrm{~g}) \rightarrow \mathrm{Fe}_{2} \mathrm{O}_{3}(\mathrm{~s})

Passo 1

O enunciado pede para identificar quais processos têm variação de entropia \Delta S<0, sendo
\Delta S = S_{\text{final}} - S_{\text{inicial}}.
O conteúdo envolve entendimento qualitativo de entropia em reações químicas, em especial o papel do número de mols de gás.

Passo 2

Em geral, quanto maior o número de mols de substâncias gasosas em uma reação, maior é a entropia do sistema. Para avaliar o sinal de \Delta S basta comparar o total de mols gasosos nos reagentes e nos produtos:
  • Se o número de mols gasosos diminui, espera-se \Delta S<0.
  • Se o número de mols gasosos aumenta, espera-se \Delta S>0.

Passo 3

No processo
2\,\mathrm{Fe}(\mathrm{s}) + \tfrac{3}{2}\,\mathrm{O}_{2}(\mathrm{g}) \;\longrightarrow\; \mathrm{Fe}_{2}\mathrm{O}_{3}(\mathrm{s}),
os reagentes contêm \tfrac{3}{2}=1{,}5 mol de gás \mathrm{O}_2 e nenhum outro gás, enquanto nos produtos não há moléculas gasosas. Logo, o número de mols gasosos cai de 1{,}5 para 0, causando queda de entropia.

Resposta

D \Delta S<0

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