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Exercícios Resolvidos de Estequiometria de soluções

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Exercício 912345678

Enunciado

  1. O nitrato de potássio dissolve facilmente em água e sua entalpia de solução é + 34,9   k J / m o l . Justifique suas respostas.

(a) A entalpia de solução favorece ou não o processo de dissolução?

(b) A variação de entropia do sistema é positiva ou negativa, quando o sal dissolve?

(c) Qual fator termodinâmico (entalpia ou entropia) é responsável pela dissolução do K N O 3 ?

(d) Você espera que essa reação seja espontânea para qualquer temperatura?

Passo 1

  1. Oi, galerinha! Tudo bom? Primeiro, o enunciado quer saber se a entalpia de solução favorece o processo de dissolução.

    2. Para fazer essa avaliação temos que olhar para energia livre associada do processo. E temos que quanto mais negativa for a energia livre, mais espontâneo é o processo.

    Para quem não lembra a energia livre é calcular por:

    ∆ G = ∆ H - T ∆ S

    Como podemos ver pela fórmula, valor positivo da entalpia contribui para aumentar a energia livre do processo, desfavorecendo a dissolução.

    Passo 2

  2. Agora vamos usar a mesma fórmula para analisar a entropia. Note que como ∆ H é positivo, para que a dissolução ocorra espontaneamente é necessário que ocorra um aumento da entropia do sistema durante o processo, para que a variação de energia livre possa ser negativa. Então, Δ S é positivo.

    3. Passo 3

  3. Agora vamos analisar qual fator termodinâmico (entalpia ou entropia) é responsável pela dissolução do sal.

    4. Como discutimos na letra (a) variação de entalpia desfavorece a dissolução. Com isso, temos que o fator termodinâmicoresponsável pela dissolução deve ser a variação de entropia.

    Na prática, o que ocorre é o espalhamento das moléculas de K N O 3 pelo solvente, aumentando sua desordem do sistema e a entropia do sistema.

    Passo 4

  4. Para responder a letra (d) temos que olhar para fórmula da energia livre e entender como a temperatura contribui para esponteneidade do processo.

Note que em temperaturas baixas o suficiente, o termo de entalpia deve dominar, de forma que a dissolução não é espontânea a baixas temperaturas. Já em temperaturas mais altas, o termo de entropia passa a dominar e o processo se torna espontâneo. Logo a resposta é não.

Resposta

  1. Desfavorece
  2. Δ S > 0
  3. Entropia
  4. Não

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