Um sistema termodinâmico passa por uma reação química a uma temperatura constante de 300 K. Sabe-se que a variação de entalpia (ΔH) é de 50 kJ/mol e a variação de entropia (ΔS) é de 0,1 kJ/(mol·K). Com base nessas informações assinale a afirmativa correta acerca da espontaneidade do processo e da variação de energia livre de Gibbs ΔG.
- A)O processo não é espontâneo, e ΔG=+20 kJ/mol.
Correta, porque ΔG = 50 - 300 x 0,1 = +20 kJ/mol, e valor positivo indica processo não espontâneo.
- B)O processo é espontâneo, e ΔG=+20 kJ/mol.
Errada, pois um ΔG positivo não indica espontaneidade.
- C)O processo não é espontâneo, e ΔG=−20 kJ/mol.
Errada, porque o cálculo de ΔG não resulta em valor negativo.
- D)O processo é espontâneo, e ΔG=−20 kJ/mol.
Errada, já que o processo não é espontâneo quando ΔG é positivo, e não negativo.
- E)O processo está em equilíbrio, e ΔG=0 kJ/mol.
Errada, porque equilíbrio exige ΔG = 0, o que não ocorre aqui.
Gabarito: A
Para avaliar espontaneidade, use a relação de Gibbs: ΔG = ΔH - TΔS. Ela junta a “parte calor” do processo com a “parte desordem” e mostra se a reação tende a acontecer sozinha ou não. Quando ΔG é negativo, o processo é espontâneo; quando é positivo, ele não é espontâneo nas condições dadas; e quando é zero, o sistema está em equilíbrio. Aqui, a conta é direta: ΔG = 50 - (300 x 0,1). Como TΔS = 30 kJ/mol, sobra ΔG = 20 kJ/mol. O resultado é positivo, então a reação não é espontânea a 300 K. Parece pouco, mas em termodinâmica sinal importa mais que drama: o positivo já denuncia que o processo não anda sozinho nessas condições. Por isso, a alternativa A está correta: o processo não é espontâneo e ΔG = +20 kJ/mol. As outras alternativas erram o sinal ou confundem espontaneidade com equilíbrio. Em concursos, a banca adora trocar o “+” pelo “-” para testar se você aplica a fórmula com atenção, sem cair no modo automático.