Preveja se a variação de entropia do sistema em cada uma das reações químicas será positiva ou negativa. Lembre-se de balancear as reações químicas.
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado pede para a gente prever se a variação de entropia (
) do sistema em uma reação química será positiva ou negativa. Estamos lidando com Termodinâmica, especificamente com a segunda lei que envolve a entropia. Para resolver isso, vamos primeiro balancear a reação química e, em seguida, analisar como a entropia muda durante a reação.
Passo 2
Primeiro, vamos balancear a reação química que foi dada:
Vamos contar os átomos de cada elemento em ambos os lados:
-
Reagentes:
- Hidrogênio (H): 2 átomos
- Oxigênio (O): 2 átomos
-
Produtos:
- Hidrogênio (H): 2 átomos
- Oxigênio (O): 1 átomo
Vemos que o oxigênio está desequilibrado. Para balancear, precisamos que a quantidade de oxigênio seja igual nos dois lados. Vamos ajustar:
Agora, conferindo:
-
Reagentes:
- Hidrogênio (H): 4 átomos
- Oxigênio (O): 2 átomos
-
Produtos:
- Hidrogênio (H): 4 átomos
- Oxigênio (O): 2 átomos
Está balanceado!
Passo 3
Agora, vamos analisar a variação de entropia (
). Entropia é uma medida de desordem no sistema. Para prever se
será positiva ou negativa, consideramos como a desordem muda durante a reação.
Na reação balanceada:
Observamos que reagentes são gases e o produto é um líquido. Gases têm maior entropia porque as moléculas estão mais dispersas e têm mais liberdade de movimento. Quando reagemos gases para formar um líquido, a entropia geralmente diminui porque há menos liberdade de movimento e menor dispersão das moléculas no estado líquido.
Passo 4
Além disso, mesmo que o número de moléculas gasosas nos reagentes seja maior do que nos produtos, isso contribui para uma diminuição da entropia. No nosso caso:
- Reagentes: 3 mols de gases (2 mols de
+ 1 mol de ) - Produtos: 2 mols de líquido (
)
Essa redução na quantidade de partículas gasosas também indica uma diminuição da entropia do sistema.
Resposta
A variação de entropia (
) do sistema nessa reação será negativa.
Exercícios relacionados
A análise das coordenadas x, y e z de cada átomo em
dá a seguinte representação:
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1 | 1 | 1 |
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1 | 1 | -1 |
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2 | -1 | 0 |
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Quantos graus de liberdade essa molécula apresenta? Identifique quais deles são translacionais, rotacionais e vibracionais.
Os complexos abaixo podem apresentar algum tipo de isomeria espacial? Se sim, de quais tipos e quantos isômeros? Considere M um metal genérico e A, B, C e D como ligantes monodentados quaisquer.
, Oh
Preveja se a variação de entropia do sistema em cada uma das reações químicas será positiva ou negativa. Lembre-se de balancear as reações químicas.