As bolsas de ar © Mantendo a pressão constante, a reação pode ficar não espontânea se a temperatura se alterar? Se possível, a temperatura deve ser maior ou menor que algum valor, qual? Considere
e
constantes neste intervalo de temperaturas.
Passo 1
Então, o que a gente tem aqui é uma pergunta sobre termodinâmica, especificamente sobre a espontaneidade de uma reação mantendo a pressão constante quando a temperatura muda. A gente vai precisar usar a equação da energia livre de Gibbs, que relaciona a entalpia (ΔH°), a entropia (ΔS°) e a temperatura (T) para determinar se a reação é espontânea ou não.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar qual é a equação que relaciona esses conceitos. A energia livre de Gibbs é dada por:
Aqui, ΔG é a variação da energia livre, ΔH° é a variação da entalpia, ΔS° é a variação da entropia e T é a temperatura em Kelvin.
Passo 3
Para uma reação ser espontânea, a ΔG deve ser negativa (
). Isso significa que:
Podemos rearranjar essa desigualdade para encontrar a condição sobre a temperatura:
Passo 4
Então, se a temperatura for maior que
, a reação será espontânea. Agora, a pergunta é se a reação pode se tornar não espontânea quando a temperatura muda. Sim, isso pode acontecer se a temperatura se tornar menor que esse valor crítico.
Passo 5
Portanto, para que a reação fique não espontânea mantendo a pressão constante, a temperatura deve ser menor que:
Isso significa que, ao diminuir a temperatura abaixo desse ponto, a reação deixa de ser espontânea.
Resposta
Sim, a reação pode se tornar não espontânea se a temperatura for menor que
.
Exercícios relacionados
Complete a tabela abaixo, que contém variações de parâmetros do sistema, respondendo se é possível que o processo seja espontânco e, se sim, quais condições relacionadas aos valores de
e
. A primeira linha foi respondida como exemplo.
Variação de entalpia | Variação de entropia | Espontâneo? |
Exotérmico
|
Aumenta
|
|
Exotérmico
|
Diminui
|
|
Endotérmico
|
Diminumenta
|
Observando a pilha
.
Qual o eletrodo negativo ou ânodo?
Qual o eletrodo negativo ou ânodo?
As bolsas de ar (b) Calcule a variação de energia livre de Gibbs padrão em
para esta reação sabendo que
e
. Conclua sobre a espontaneidade do processo nessas condições.
O pólo onde saem os elétrons, em uma pilha, é:
a) cátodo.
b) pólo positivo.
c) ânodo.
d) o eletrodo que aumenta a massa.
e) o que ocorre redução.
a) cátodo.
b) pólo positivo.
c) ânodo.
d) o eletrodo que aumenta a massa.
e) o que ocorre redução.