Físico-química

21 de outubro, 2013 às 11:53 | Postado em Termologia, termodinâmica

Para que ocorra a dissociação iônica de cloreto de sódio em água, é necessário que haja energia. Mas imaginemos um sistema em equilíbrio termodinâmico, e para que ocorra a dissociação não seja utilizada a energia interna. Ao adicionar o cloreto de sódio a entropia aumenta respectivamente. Qual seria a explicação, física, para que o cloreto de sódio se dissocie e como é obtida a energia necessária através da entropia?

O estado de equilíbrio para um sistema em contato com reservatório térmico satisfaz a condição de minimização da energia livre, F=U-TS. Em um modelo simplificado, a energia interna é essencialmente a energia de interação eletrostática U~(-1/r) e a entropia S~ln(V). Se a distância entre os íons de uma molécula de NaCl, em uma solução aquosa a temperatura ambiente (constante dielétrica = 80) aumenta de 3 para 9 angtroms, temos dU=0,040 eV e TdS=0,057 eV. No ar (constante dielétrica = 1), essa mesma separação resultaria em um valor 80 vezes maior de dU e o mesmo valor de TdS. Portanto dentro d’água, dF<0 e a dissociação de uma molécula de NaCl minimiza a energia livre. Ao ar livre dF>0 e portanto energia livre não é minimizada. No ar F é minimum também, mas para +- em contato. Dentro de agua + e – estao separados pelos H_2 O.

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