Suporte ao foco HL. Primeira avaliação 2025; breve atual adquirido; guia completo de Química não adquirido. Guia restante, avaliação e requisitos práticos mantêm seus bloqueios registrados.
Pré-requisitos: leia as quantidades e unidades declaradas, use aritmética e as condições do modelo abaixo. Cada lição desenvolve seu próprio método antes da transferência independente.
Estes são exemplos didáticos originais ou explicitamente fictícios, não medições reais ou investigações avaliadas concluídas por aprendizes.
15.2
Entropia, energia de Gibbs e viabilidade
O que explicaria esta observação?
Uma reação pode ser endotérmica e ainda assim ter viabilidade termodinâmica. A entalpia sozinha não determina a direção favorecida a uma dada temperatura.
Comece com uma previsão. Especifique as quantidades ou características que você compararia, depois decida quais evidências poderiam distinguir duas explicações.
Construa o modelo
Entropia está associada à dispersão de energia e ao número de arranjos microscópicos acessíveis. Energia de Gibbs combina entalpia, entropia e temperatura absoluta para um processo a temperatura e pressão constantes.
entropia: Propriedade de estado relacionada à dispersão de energia e arranjos acessíveis; energia de Gibbs: Quantidade termodinâmica que combina contribuições de entalpia e entropia.
Escolha evidências que possam testá-lo
Use ΔG = ΔH - TΔS com unidades de energia consistentes. Uma variação negativa na energia de Gibbs indica viabilidade termodinâmica para as condições especificadas, não uma velocidade rápida. Uma barreira de ativação pode tornar um processo favorável lento.
Verifique se os valores são quantidades de estado padrão e registre a temperatura em kelvin. Converta a entropia de joules por kelvin por mol para quilojoules por kelvin por mol quando a entalpia estiver em quilojoules por mol.
Trabalhe a partir de quantidades conhecidas
Indique os valores conhecidos e suas unidades. Escolha a relação porque suas premissas se adequam a este caso, então reorganize antes de substituir.
Conhecido: ΔH = +20 kJ por mol, ΔS = +100 J por kelvin por mol e T = 300 K. Converta ΔS = 0.100 kJ por kelvin por mol. ΔG = ΔH - TΔS = 20 - 300×0.100 = -10 kJ por mol. O processo é favorável sob a aproximação declarada.
Exemplo:
ΔH=30 kJ por mol, ΔS=0.10 kJ por kelvin por mol e T=400 K. Encontre ΔG. Use a mesma sequência: quantidades conhecidas → modelo → relação → substituição → unidade e interpretação.
Verifique a conclusão e seus limites
Viabilidade termodinâmica não estabelece a velocidade da reação. Celsius não pode substituir kelvin em TΔS, e um erro de conversão de unidades pode alterar o resultado por um fator de 1,000.
Retorne à observação original. Explique o que o resultado apoia, quais condições ele assume e uma maneira de testar uma explicação concorrente.
Atenção:
Uma reação termodinamicamente favorável deve ser rápida. Esta afirmação é falsa: Viabilidade termodinâmica não estabelece a velocidade da reação. Celsius não pode substituir kelvin em TΔS, e um erro de conversão de unidades pode alterar o resultado por um fator de 1,000.
Chave:
Entropia, Energia de Gibbs e viabilidade: Use ΔG = ΔH - TΔS com unidades de energia consistentes. Uma variação negativa na energia de Gibbs indica viabilidade termodinâmica para as condições especificadas, não uma velocidade rápida. Uma barreira de ativação pode tornar um processo favorável lento.
