Determinada reação possui De e De. a) a reação é endotérmica ou exotérmica? b) a reação leva a um aumento ou diminuição na desordem do sistema? c) calcule De para a reação a em T=298 k. d) a reação é espontânea nessa temperatura? R: a) exotérmica; b) aumento da desordem do sistema; c) -32,2 kj; d) sim

Passo 1

Beleza, vamos dar uma olhada nesse exercício. A gente tem uma reação com uma variação de entalpia ( De) de -19,5 kJ e uma variação de entropia ( De) de 43,7 J/K. Hoje, vamos usar conceitos de termodinâmica para responder às perguntas: se a reação é endotérmica ou exotérmica, se aumenta ou diminui a desordem do sistema, calcular a variação de energia livre de Gibbs ( De) a 298 K e decidir se a reação é espontânea nessa temperatura.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que significa a variação de entalpia ( De). Se De é negativa, isso indica que a reação libera calor para o ambiente, ou seja, é exotérmica. No nosso caso, De, que é negativo. Então, concluímos que a reação é exotérmica.

Passo 3

Agora, vamos falar sobre a entropia ( De). A entropia é uma medida da desordem do sistema. Se De for positiva, significa que a desordem está aumentando; se for negativa, a desordem está diminuindo. Aqui, De, que é positivo. Logo, a desordem do sistema está aumentando.

Passo 4

Vamos calcular a variação de energia livre de Gibbs ( De) usando a fórmula:
De
Onde:
  • De é a variação da energia livre de Gibbs,
  • De é a variação de entalpia,
  • T é a temperatura em Kelvin,
  • De é a variação de entropia.
Substituindo os valores fornecidos:
De
Antes de calcular, é importante que as unidades estejam consistentes. Vamos converter 43,7 J/K para kJ/K:
43,7 , J/K = 0,0437 , kJ/K
Agora, multiplicamos:
298 , K times 0,0437 , kJ/K = 13,0166 , kJ
Então:
De
Arredondando, temos De.

Passo 5

Por último, vamos determinar se a reação é espontânea a 298 K. A espontaneidade de uma reação é determinada pelo sinal de De. Se De for negativo, a reação é espontânea; se for positivo, não é espontânea.
No nosso cálculo, De, que é negativo. Portanto, a reação é espontânea a 298 K.

Resposta

a) A reação é exotérmica;
b) Há um aumento da desordem do sistema;
c) De;
d) Sim, a reação é espontânea nessa temperatura.

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