A entropia é a medida termodinâmica da desordem – quantas maneiras as partículas e a energia de um sistema podem ser organizadas enquanto ainda parecem iguais vistas de fora. Calcular a variação de entropia de uma reação, ΔS, informa se um processo torna o mundo mais ou menos aleatório, o que é metade do que determina se uma reação acontece espontaneamente.

Entropia como função de estado

Assim como a entalpia, a entropia é uma função de estado — depende apenas do estado atual do sistema, não do caminho percorrido para chegar lá. Isso significa que cada substância tem uma entropia molar padrão absoluta S° que pode ser tabulada (ao contrário da entalpia, onde apenas as diferenças ΔH são significativas, uma vez que não existe um ponto zero verdadeiro para a energia). Isto é uma consequência da terceira lei da termodinâmica, que define a entropia de um cristal perfeito no zero absoluto para exatamente zero.

Duas maneiras equivalentes de encontrar ΔS

Você pode calcular ΔS para uma reação de duas maneiras que concordam entre si. O método da entropia padrão soma ΣS°(produtos) − ΣS°(reagentes) usando valores tabulados, da mesma forma que ΔH é encontrado a partir das entalpias de formação. O método baseado em calor, ΔS = q/T, aplica-se a qualquer processo reversível e é especialmente útil para mudanças de fase como fusão ou ebulição, que acontecem a uma temperatura constante - esta é, de fato, a definição operacional a partir da qual a entropia foi originalmente construída.

Lendo o sinal de ΔS

Um ΔS positivo significa que os produtos são mais desordenados do que os reagentes – comum quando uma reação produz mais moles de gás, dissolve um sólido ou quebra uma molécula grande em pedaços menores. Um ΔS negativo significa que o sistema se torna mais ordenado, como quando moléculas de gás se combinam em um líquido ou sólido, ou quando várias moléculas pequenas se combinam em uma molécula maior. Prever o sinal a partir do raciocínio molecular é uma verificação de sanidade útil antes de confiar em um número calculado.

Entropia e espontaneidade

A segunda lei da termodinâmica diz que a entropia total do universo nunca diminui para um processo espontâneo - mas a entropia do próprio sistema pode diminuir localmente, desde que a entropia do ambiente aumente pelo menos na mesma proporção. Se uma reação é espontânea em geral depende da energia livre de Gibbs, ΔG = ΔH − TΔS, que pesa a entropia contra a entalpia. Uma reação com ΔS negativo ainda pode ser espontânea se liberar calor suficiente (ΔH muito negativo) para compensar - consulte a calculadora de energia livre de Gibbs para combinar os dois efeitos.