Nível 1

Considere as comparações de entropia padrão molar das substâncias em $\pu{1 atm}$ e $\pu{298 K}$ :

$\ce{O2(g)}$ < $\ce{O3(g)}$
$\ce{CH2Br2(g)}$ < $\ce{CH3Br(g)}$ < $\ce{CH4(g)}$
$\ce{HF(g)}$ < $\ce{CH4(g)}$ < $\ce{H2O(g)}$ < $\ce{NH3(g)}$
$\ce{HBr(g)}$ < $\ce{HCl(g)}$ < $\ce{HF(g)}$

Assinale a alternativa que relaciona as comparações corretas.

1 e 3

1, 2 e 3

1, 3 e 4

Gabarito

A entropia padrão molar de substâncias gasosas tende a aumentar com a complexidade molecular, com a massa molar e com o número de modos de movimento disponíveis. Além disso, moléculas mais pesadas e menos rígidas costumam apresentar maior entropia. Com esses critérios, é possível avaliar cada comparação proposta.

Etapa 1.Comparação 1: Correta

A molécula de $\ce{O3(g)}$ possui mais átomos e maior complexidade estrutural do que $\ce{O2(g)}$ . Isso aumenta o número de modos de movimento e o número de microestados acessíveis. Portanto, $\ce{O2(g)} < \ce{O3(g)}$

Etapa 2.Comparação 2: Incorreta

Entre essas substâncias, a tendência geral é de aumento de entropia com o aumento da massa molar e da complexidade da molécula. Assim, a ordem correta é a inversa da proposta: $\ce{CH4(g)} < \ce{CH3Br(g)} < \ce{CH2Br2(g)}$ Logo, a comparação dada está incorreta.

Etapa 3.Comparação 3: Correta

O $\ce{HF(g)}$ é uma molécula diatômica e, portanto, possui menor complexidade estrutural e menor entropia. O $\ce{CH4(g)}$ , embora seja bastante simétrico, já apresenta maior número de modos de movimento. A água no estado gasoso possui maior massa molar e estrutura angular, apresentando entropia maior que a do metano. O $\ce{NH3(g)}$ é ainda mais complexo em termos de modos acessíveis e apresenta entropia padrão molar ligeiramente maior que a da água. Assim, $\ce{HF(g)} < \ce{CH4(g)} < \ce{H2O(g)} < \ce{NH3(g)}$

Etapa 4.Comparação 4: Incorreta

Nos haletos de hidrogênio, a entropia padrão molar tende a aumentar com a massa molar. Portanto, a ordem correta é $\ce{HF(g)} < \ce{HCl(g)} < \ce{HBr(g)}$ Logo, a comparação apresentada está incorreta.