Teoria

A espontaneidade de um processo qualquer depende de um balanço entre a variação de energia e a variação de entropia. A Energia Livre de Gibbs (ΔG) é uma grandeza que nos permite fazer esse balanço e prever se uma reação vai ser espontânea ou não.

∆ G =   ∆ H - T   ∆ S

Quando o ∆ G for negativo o processo se dá de forma espontânea e quando for positivo a reação é não espontânea.

E temos que dar aquela relembrada em Entropia (ΔS) e na Entalpia (ΔH), a primeira mede a quantidade de desordem do nosso sistema, e a segunda que tem tudo a ver com o calor envolvido na reação!

Sendo assim podemos analisar também a espontaneidade em função de cada termo, é isso que veremos nessa tabelinha aí em baixo. Nela mostramos as reações que serão sempre espontâneas, as que vão ser dependentes da temperatura e as que vão ser sempre não espontâneas.

Para os processos em que é a espontaneidade depende da temperatura, basta analisar a equação de Gibbs como uma função do primeiro grau, mas para isso vamos precisar saber os valores de ΔH e de ΔS.

T o m a n d o   ∆ G = 0

0 =   ∆ H - T   ∆ S

T = ∆ H ∆ S  

Que para visualizar melhor poderia ser visto como essas opções de gráficos aqui:

Bem, isso faz bastante sentido com o nosso exemplo do gelo, afinal o gelo derreteu quando exposto a uma temperatura alta. Se fossemos colocar o gelo sobre a mesa na Sibéria, numa temperatura bem menor, certamente o gelo não derreteria.

Uma coisa muito importante é que a análise feita aqui só mostra se um processo vai acontecer ou não, agora se isso vai ser rápido ou demorado é outra coisa. O diamante por exemplo é uma forma de carbono que espontaneamente se transformará em grafite, só que isso levará milhões de anos para ocorrer.

Outra informação importante sobre o ∆ G é que ele representa a quantidade máxima de energia, elétrica ou mecânica, que está disponível para ser transformada em trabalho quando uma reação ocorre a temperatura e pressão constante. O trabalho obtido por qualquer reação química em um dado processo real será sempre menor que o valor de ∆ G , isso se dá por que os processos reais são sempre irreversíveis, e o trabalho máximo só pode ser extraído de um processo reversível.

Então a eficiência de um processo está relacionada com o ∆ G ! E isso é muito importante por que mesmo os processos mais eficazes, que são os biológicos, aproveitam em média 40% de toda a energia que estaria disponível. Já nas máquinas é comum aproveitamentos inferiores a 30% e vale lembrar que qualquer aumento nessa porcentagem aí já significa uma grande economia.

Agora o que falta é cair dentro da lista de exercícios para mandar bem na prova, então vamos lá!!! :D

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