Problema 3C.36

Para saber se uma substância se torna mais ou menos estável em relação aos seus elementos com o aumento da temperatura, deve-se analisar a energia livre padrão de formação, $\Delta G^\circ_\mathrm{f} = \Delta H^\circ_\mathrm{f} - T\Delta S^\circ_\mathrm{f}$. Se a entropia padrão de formação for negativa, o aumento de temperatura torna $-T\Delta S^\circ_\mathrm{f}$ mais positivo, aumentando $\Delta G^\circ_\mathrm{f}$ e, portanto, diminuindo a estabilidade da substância em relação aos elementos.

A reação de formação é $\ce{ C(s) + 2 S(s) -> CS2(g) }$. Como há formação de gás a partir de reagentes no estado condensado, a entropia de formação tende a ser positiva. Assim, o aumento da temperatura torna a substância mais estável em relação aos elementos, e não menos estável.

A reação de formação é $\ce{ Ca(s) + 1/2 O2(g) -> CaO(s) }$. Nessa transformação há consumo de gás e formação de sólido, o que implica diminuição de entropia, isto é, $\Delta S^\circ_\mathrm{f} < 0$. Portanto, o aumento da temperatura torna $\Delta G^\circ_\mathrm{f}$ menos favorável, e o $\ce{CaO(s)}$ torna-se menos estável em relação aos elementos.

A reação de formação é $\ce{ N2(g) + 1/2 O2(g) -> N2O(g) }$. O número de mols gasosos diminui de $\pu{1,5}$ para $\pu{1}$, de modo que a entropia de formação tende a ser negativa. Assim, com o aumento da temperatura, a substância torna-se menos estável em relação aos elementos.

A reação de formação é $\ce{ 6 C(s) + 3 Br2(l) -> C6Br6(s) }$. Embora se forme um sólido, os reagentes já estão em estados condensados, e a comparação qualitativa não indica necessariamente uma diminuição de entropia tão clara quanto nos casos $\ce{CaO(s)}$ e $\ce{N2O(g)}$. Nesse contexto, a alternativa correta esperada é que as substâncias que certamente se tornam menos estáveis com o aumento da temperatura são $\pu{2}$ e $\pu{3}$.