Fala Gás Nobre, tudo bem? Preparado para mais um artigo aqui no nosso blog? Dessa vez, resolvi reservar alguns minutinhos para escrever um super resumão sobre o que vem ser a Energia Livre de Gibbs, e resolver um exercício sobre o tema.
Então aperte os cintos, e bora reagir!
Josiah Willard Gibbs é o nosso personagem principal, pois foi ele quem determinou uma grandeza capaz de determinar a espontaneidade de uma reação, no ano de 1883. Gibbs era um cientista norte-americano, e os seus trabalhos teóricos tiveram contribuições na Matemática, Física e Química.
Antes de 1883, a ciência da época aceitava que a espontaneidade de uma reação seria determinada por dois fatores: pela variação da entalpia (ΔH) e pela variação de entropia (ΔS); era aceito que uma reação espontânea ocorreria sempre que uma reação indicasse que fosse um processo exotérmico (ΔH negativo, liberação de calor) ou quando o ΔS fosse positivo, indicando um aumento da desordem no sistema.
O que não se sabia, e Gibbs identificou, é que uma parcela da energia liberada em uma reação exotérmica, que dependia da temperatura e entropia, acabava sendo direcionada para reorganizar o sistema.
Com isso, observe que três fatores agora são os fatores necessários para que seja possível determinar a espontaneidade de uma reação, o que culminou na famosa equação:
ΔG = ΔH – Tk. ΔS
Dessa equação, alguns detalhes importantes:
- Uma reação será considerada espontânea quando o ΔG for menor que zero;
- A expressão descreve somente os processos que sejam simultaneamente isotérmicos (temperatura constante) e isobáricos (pressão constante);
Exercício Resolvido
(UECE – 2° Fase – 2°Dia – 2016/2) Josiah Willard Gibbs (1839 – 1903) foi um pesquisador norte-americano que contribuiu para a determinação da energia livre de um sistema termodinâmico por meio de uma lei que é associada ao seu nome. Em se tratando de energia livre e de entropia, analise as seguintes proposições:
I. A energia livre pode ser positiva ou negativa, mas nunca pode ser nula.
II. A energia livre é a totalidade de energia de um sistema termodinâmico e pode ser usada para a realização de trabalho útil.
III. Toda a reação exotérmica é espontânea.
IV. A variação de entropia de uma reação espontânea pode ser negativa.
V. Em certas reações químicas, a variação de entalpia coincide com a variação da energia interna.
É correto o que se afirma somente em:
a) I e II.
b) III e IV.
c) I, III e V.
d) II, IV e V.
Resolução:
[D]A afirmação de número I está errada, pois o valor da energia livre pode ser positivo (que indica um processo não espontâneo), negativo (que indica um processo espontâneo) ou igual a zero (que indica um processo em equilíbrio).
A afirmação de número III está errada, pois temos uma necessidade que a variação da entropia seja positiva (independentemente da temperatura), para que a expressão ΔG = ΔH – Tk. ΔS resulte em valor negativo.
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