Problema 3C.35

Como todas as reações dadas são exotérmicas, isto é, apresentam $\Delta H < 0$, para que sejam espontâneas em qualquer temperatura é necessário também que $\Delta S > 0$. Nesse caso, em $\Delta G = \Delta H - T\Delta S$, os dois termos contribuem para tornar $\Delta G$ negativo em qualquer valor de $T$.

Na reação $\ce{ CaC2(s) + 2 HCl(aq) -> CaCl2(aq) + C2H2(g) }$, há formação de gás a partir de reagentes que não estão na fase gasosa. Isso implica aumento da dispersão da matéria, de modo que $\Delta S > 0$. Como a reação também é exotérmica, ela é espontânea em qualquer temperatura.

Na reação $\ce{ C(diamante) -> C(grafita) }$, o grafite é termodinamicamente mais estável e possui maior entropia molar que o diamante. Portanto, $\Delta S > 0$. Como a reação também é exotérmica, ela é espontânea em qualquer temperatura.

Na reação $\ce{ 2 NO(g) + O2(g) -> 2 NO2(g) }$, o número de mols gasosos diminui de $\pu{3}$ para $\pu{2}$, o que implica diminuição da entropia, isto é, $\Delta S < 0$. Assim, embora a reação seja exotérmica, ela não será espontânea em qualquer temperatura.

Na reação $\ce{ CaO(s) + H2O(l) -> Ca(OH)2(s) }$, há consumo de líquido e formação de sólido, o que corresponde a aumento de organização do sistema e, portanto, a $\Delta S < 0$. Logo, apesar de ser exotérmica, essa reação não é espontânea em qualquer temperatura.