Entropia (S) é uma grandeza termodinâmica relacionada com o grau de desordem de um sistema.
Fenômenos naturais ou espontâneos, como uma chapa quente que vai se esfriando, água escoando por uma torneira, uma folha caindo da árvore - fazem parte do nosso dia-a-dia. Entretanto, nunca vemos o contrário acontecer espontaneamente: a água voltar para a torneira, a folha subindo para a árvore...
Uma observação desses fatos leva a concluir que há uma tendência natural de um sistema caminhar espontaneamente para uma situação de maior desordem, isto é, para uma situação onde haja uma distribuição cada vez mais uniforme de matéria e energia, no sistema inteiro. Ou seja:.
a) Quando há aumento de desordem energética: duas chapas metálicas iguais, a temperaturas diferentes. Colocando-as em contato, inicialmente há desordem energética, com a chapa a 200ºC cedendo calor para a que está a 100ºC. Após algum tempo, estarão em equilíbrio térmico, numa situação mais organizada , numa temperatura média, a 150ºC.
b) Quando há aumento de desordem material: mudança de estado físico, expansão de um gás, mistura de gases, dissolução de um sólido em um líquido.
Ex: mistura de gases: a princípio, há uma grande desordem, quando os gases são misturados, depois formam um sistema homogêneo.
c) Quando há aumento de desordem química: moléculas maiores são decompostas em moléculas menores, mais simples. Ex:
2 KClO3 ( s ) ® 2 KCl( s ) + 3 O2 ( g )
2 Nh2 ( g ) ® N2 ( g ) + 3 H2 ( g )
Com base nestes fatos, os cientistas formularam o 2º Princípio da Termodinâmica:
Uma transformação é espontânea (não necessita de energia externa para ocorrer) quando há aumento de entropia.
ou:
A entropia do Universo tende a aumentar.
Como não é possível medir o valor absoluto da entropia de uma substância, admite-se arbitrariamente:
Uma substância na forma de um cristal perfeito e a zero Kelvin tem entropia igual a zero.
Este é o 3º Princípio da Termodinâmica
Energia livre (G): Numa reação química, há a passagem de um estado inicial de maior energia potencial a um estado final de menor energia potencial, com trabalho cedido ao ambiente, utilizado na reorganização do sistema.
A energia que sobrar, será aproveitada pelo ambiente, sendo chamada
de Energia livre da reação (DG ).
Esta energia livre da reação é também chamada
de energia livre de Gibbs e pode ser representada por:
Onde: DH é a variação de entalpia da reação
T.DS é o chamado termo entrópico, energia necessária
para colocar as moléculas finais da reação em ordem.
A variação da energia livre (DG) é utilizada para determinar
a espontaneidade ou não de um processo químico ou físico,
efetuado em sistema fechado, a pressão e temperatura constantes:
DG > 0 - processo não é espontâneo.
DG < 0 - processo espontâneo.
DG = 0 - o sistema está em equilíbrio.
Além disso, geralmente, para as reações químicas:
valor absoluto de DH é grande e pouco afetado pela temperatura
DS é pequeno e pouco afetado pela temperatura.
DH DS T. DS DG = DH - T.DS
+ - - + (sempre)
- + + - (sempre)
+ + + + quando DH > T. DS
- quando DH < T. DS
- - - + quando DH < T. DS
- quando DH > T. DS
Fonte: atomico.no.sapo.pt
