Explique em termos das contribuição entálpica e entrópica para a variação da energia livre de Gibbs , as seguintes observações experimentais: a baixa solubilidade de moléculas apolares em água.

Passo 1

Beleza, vamos lá! O enunciado pede para a gente explicar por que moléculas apolares têm baixa solubilidade em água, usando os conceitos de contribuição entálpica ( ) e entrópica ( ) na variação da energia livre de Gibbs, que é dada por . A gente vai precisar entender o que cada termo significa e como eles influenciam a solubilidade.

Passo 2

Primeiro, vamos falar sobre a entalpia ( ). Entalpia é basicamente a quantidade de energia envolvida nas interações entre as moléculas. Quando moléculas apolares tentam se dissolver em água, que é polar, elas não interagem bem com as moléculas de água. Isso significa que a formação de interações entre a água e as moléculas apolares não libera energia, ou até mesmo pode exigir energia. Então, é positivo ou pouco favorável.

Passo 3

Agora, sobre a entropia ( ). Entropia é uma medida da desordem ou da aleatoriedade no sistema. Quando moléculas apolares são adicionadas à água, as moléculas de água precisam se reorganizar para acomodar essas moléculas, formando estruturas mais ordenadas ao redor delas. Isso diminui a entropia, ou seja, é negativo porque o sistema fica mais ordenado.

Passo 4

Com esses dois fatores, vamos olhar para a equação da energia livre de Gibbs: . Aqui, positivo e também positivo (já que é negativo) resultam em um positivo. Quando é positivo, a reação ou o processo não é espontâneo. Isso significa que a dissolução das moléculas apolares na água não é favorecida termodinamicamente.

Resposta

Então, a baixa solubilidade de moléculas apolares em água ocorre porque a variação da energia livre de Gibbs ( ) é positiva, já que as interações entálpicas desfavoráveis e a diminuição da entropia tornam a dissolução termodinamicamente não favorável.

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