Questão de Química — Transformações Químicas e Energia — FGV 2025

Termodinâmica Química: Energia Livre de Gibbs

Gabarito: letra D. A variação da energia livre de Gibbs ($\Delta G$) para uma reação química em condições não padrão é dada pela relação entre a energia livre padrão ($\Delta G^0$) e o quociente de reação ($Q$), expressa pela equação $\Delta G = \Delta G^0 + RT \ln Q$. Considerando que, no equilíbrio, $\Delta G = 0$ e $Q = K$, temos $\Delta G^0 = -RT \ln K$, o que leva à expressão geral $\Delta G = RT \ln(Q/K)$.

Para a reação $2SO_{2(g)} + O_{2(g)} ightleftharpoons 2SO_{3(g)}$, o quociente de reação $Q$ é definido pela razão entre as pressões parciais dos produtos e dos reagentes, elevadas aos seus respectivos coeficientes estequiométricos:

Substituindo $Q$ na equação fundamental da termodinâmica, obtemos a expressão que relaciona a energia de Gibbs do sistema com as pressões parciais e a constante de equilíbrio $K$:

Esta fórmula permite determinar a espontaneidade da reação em qualquer condição de pressão, comparando o estado atual do sistema ($Q$) com o estado de equilíbrio ($K$).

Alternativa D — ✅ Correta ⟵ GABARITO

Esta alternativa apresenta a formulação correta da energia de Gibbs em função do quociente de reação e da constante de equilíbrio, respeitando a estequiometria da equação fornecida ($2SO_2 + O_2 ightleftharpoons 2SO_3$).