Calcule a variação de entropia nas vizinhanças e no sistema para c) o congelamento de 1,00 mol de C2 H5 OH em seu ponto normal de congelamento. Dado: 111,7 K (ponto de ebulição do CH4 ); 8,2 kJ / mol(De do CH4 ); 158,7 K (ponto de congelamento do C2 H5 OH ); 4,60 kJ / mol (De do C2 H5 OH).

Passo 1

Beleza, vamos entender o que a questão está pedindo. A gente precisa calcular a variação de entropia nas vizinhanças e no sistema quando 1 mol de etanol ( C2H5OH) congela no seu ponto normal de congelamento. Para isso, vamos usar conceitos de termodinâmica, especificamente sobre entropia e calor de fusão.

Passo 2

Primeiro, vamos identificar os dados que temos:
  • Ponto de congelamento do etanol ( C2H5OH): 158,7 K
  • Calor de fusão do etanol ( De): 4,60 kJ/mol
  • Ponto de ebulição do metano ( CH4): 111,7 K
  • Calor de vaporização do metano ( De): 8,2 kJ/mol
No entanto, como o processo envolve a congelamento do etanol, o foco principal será no etanol, mas é bom ter as informações do metano caso precise comparar ou usar em cálculos complementares.

Passo 3

Vamos calcular a variação de entropia do sistema ( De). A entropia é uma medida de desordem, e quando uma substância congela, a entropia diminui porque as mol��culas ficam mais organizadas.
A fórmula para a variação de entropia é:
De
Onde:
  • De é o calor de fusão
  • T é a temperatura em Kelvin

Passo 4

Vamos substituir os valores na fórmula:
De
Como a substância está congelando, a entropia do sistema diminui, então:
De

Passo 5

Agora, vamos calcular a variação de entropia das vizinhanças ( Deç). Quando o sistema libera calor para as vizinhanças, a entropia das vizinhanças aumenta.
A fórmula é:
Deç
Note que o calor liberado pelo sistema é absorvido pelas vizinhanças, então usamos o mesmo valor de De.

Passo 6

Substituindo os valores:
Deç

Resposta

A variação de entropia no sistema é -28,94 J/(mol cdot K) e nas vizinhanças é +28,94 J/(mol cdot K) durante o congelamento de 1 mol de etanol no seu ponto normal de congelamento.

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