Espontaneidade das Reações - ENEM

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Princípio de Berthelot 
 
 O químico francês Berthelot defendia a idéia de que quanto 
mais exotérmico é um processo , mais espontâneo ele é. 
 No entanto, existem processos endotérmicos espontâneos 
como, por exemplo, a fusão do gelo. 
 
 
 
Princípio de Clausius 
 
 Uma outra proposta para explicar a espontaneidade de uma 
transformação foi criada por Clausius em 1854 , toda 
transformação espontânea ocorre com um aumento de 
desordem do sistema. 
 Clausius denominou a medida do grau de desordem de um 
sistema de entropia(S). 
 
 
 
 
Ssólido < Slíquido < Sgás 
∆S = Sfinal – Sinicial 
 ∆S > 0 = entropia aumenta = aumenta a desordem = 
Processo espontâneo 
 ∆S < 0 = entropia diminui = diminui desordem = Processo 
não espontâneo 
 No entanto, existem processos com ∆S< 0 espontâneos , 
mostrando assim, que a espontaneidade de uma 
transformação não pode ser avaliada somente pela variação 
de entalpia ou entropia de um sistema. 
 
Observações : 
 
 A entropia está relacionada com segundo princípio da 
termodinâmica, que diz que os processos naturais só 
ocorrem na direção de máxima dispersão de energia,ou seja, 
a direção natural do universo e ir da ordem para a 
desordem,da menor para maior entropia. 
 Entropia também é uma função de estado 
 O terceiro princípio da termodinâmica diz que na 
temperatura de zero kelvin a entropia de um cristal perfeito 
de uma determinada substância possui entropia igual a zero. 
 Cada substância possui um valor determinado de entropia 
padrão(So) em J.K-1.mol-1. 
 
 
 
 
Energia livre de Gibbs 
 
 A resposta para o enigma da espontaneidade foi dada pelo 
físico norte-americano Josiah Willard Gibbs, que conseguiu 
unir as idéias de Berthelot e Clausius em uma única 
equação, criando uma nova função de estado denominada 
energia livre, simbolizada por G. 
G = H-TS 
 Durante uma transformação química ou física, essa relação é 
a seguinte: 
∆G = ∆H - T∆S 
 ∆G = variação da energia livre(kJ/mol) 
 ∆H = variação da entalpia(kJ/mol) 
 ∆S = variação da entropia(kJ/K.mol) 
 T = temperatura (K) 
 T∆S = energia de organização 
 
Interpretação do ∆G 
 
 ∆G > 0 = Processo não espontâneo (reações endogênicas). É 
necessário que as vizinhanças façam trabalho sobre os 
sistema para o processo avançar. O ∆G nesse caso é igual ao 
trabalho mínimo que deve ser efetuado sobre o sistema para 
provocar a transformação. 
 ∆G < 0 = Processo espontâneo (reações exogênicas). O ∆G 
nesse caso é igual ao trabalho útil máximo que o sistema 
pode efetuar sobre as vizinhanças a temperatura e pressão 
constantes. 
 ∆G = 0 = Sistema em equilíbrio. 
 
Obsevações: 
 Em baixas temperaturas o fator mais importante em relação 
à espontaneidade é ∆H, pois T∆S é pequeno. Já em altas 
temperaturas o fator T∆S é grande sendo ,portanto, mais 
significativo. 
 Um processo espontâneo não é obrigatoriamente rápido. 
 
Cristal perfeito
(zero absoluto)
calor S
0
=
0
C25