Uma reação espontânea a 298 K (25°C) é uma reação que ocorre
sem qualquer entrada de energia externa , como calor ou luz. Para determinar se uma reação é espontânea, observamos a
mudança de energia livre de Gibbs (ΔG) :
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ΔG <0: A reação é espontânea (exergônica)
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ΔG> 0: A reação não é espontânea (endergônica)
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ΔG =0: A reação está em equilíbrio
A mudança de energia livre de Gibbs está relacionada à
mudança de entalpia (ΔH) e
mudança de entropia (ΔS) pela equação:
ΔG =ΔH - TΔS onde:
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ΔH é a mudança na entalpia (calor liberado ou absorvido)
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T é a temperatura em Kelvin
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ΔS é a mudança na entropia (desordem ou aleatoriedade)
Portanto, uma reação espontânea a 298 K pode ocorrer nos seguintes cenários:
1.
Reação exotérmica (ΔH <0) com aumento de entropia (ΔS> 0): Este cenário sempre resulta em um ΔG negativo, tornando a reação espontânea.
2.
Reação exotérmica (ΔH <0) com pequena diminuição na entropia (ΔS <0): Se a mudança de entalpia for significativamente negativa, ela pode superar uma pequena diminuição na entropia, levando a um ΔG negativo e a uma reação espontânea.
3.
Reação endotérmica (ΔH> 0) com grande aumento de entropia (ΔS> 0): Se o aumento da entropia for significativo o suficiente para compensar a mudança positiva de entalpia, a reação terá um ΔG negativo e será espontânea.
Exemplos de reações espontâneas a 298 K: *
Combustão de combustíveis: Exotérmico com grande aumento de entropia.
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Dissolução de sal de cozinha em água: Endotérmico com grande aumento de entropia.
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Reação de neutralização de um ácido forte com uma base forte: Exotérmico com um pequeno aumento na entropia.
Observação: A espontaneidade de uma reação também pode ser influenciada por fatores como concentração, pressão e presença de catalisadores.