Reações oscilantes e a entropia
Data
2019-07-29
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Resumo
This work has as main objective to describe the oscillating reaction and its relation
with entropy according to the contribution of Prigogine. Oscillating reactions for a
long time were not accepted, as it was thought to violate the second law of
thermodynamics, entropy, because they occur in open systems and away from
chemical equilibrium, as many scientists only recognized the term entropy in isolated
systems. Reversible, this idea gained notoriety because the entropic term arose from
the operation of Carnot's thermal machine. With the need to explain entropy in
systems of nature, giving rise to the term "irreversibility", Boltzmann brings in his
analysis the behavior of gas. In this way he treats entropy in a probabilistic manner,
but Boltzmann does not take into account that gas can interact, resulting in an energy
balance of the system, this is only possible through the free energy of Gibbs, thus
causing if the reaction is or not spontaneous. In 1950 comes the first oscillating
reaction accepted by the scientific community, called Belesouv-Zhabostinsky
reaction. With the difficulty of understanding the entropy in these reactions and even
creating a mechanism, Ilya Prigogine in her studies develops a theory that gave her
full prestige, the dissipative structures, thus giving her the Nobel Prize for such
prowess, as these dissipative structures allowed the analysis of entropy in these
reactions. Through Prigogine's analysis of dissipative structures we reproduce two
systems of oscillations, temporal and spatial from the Belesouv-Zhabostinsky
reaction system. During the reaction we reproduce, these oscillations occur due to an
energy balance between entropy and Gibbs free energy. According to Prigogine this
happens because in a system, open and far from equilibrium, entropy is capable of
evolving in order to restructure and reorganize, surviving by dissipating the energy of
the system in the local process, so that the fall that gets in your internal entropy is
"paid" for the entropic dissipation of your system. Thus entropy is a structuring theme
for chemistry, generating a more accurate view of its meaning and its implications.
Descrição
Este trabalho tem com principal objetivo descrever a reação oscilante e sua
relação com a entropia de acordo com a contribuição de Prigogine. As reações
oscilantes por muito tempo, não era aceita, pois, pensava-se que violava a segunda
lei da termodinâmica, a entropia, por acontecerem em sistemas abertos e longe do
equilíbrio químico, pois muitos cientistas só reconheciam o termo entrópico em
sistemas isolados e reversíveis, esta ideia ganhou notoriedade porque o termo
entrópico surgiu a partir do funcionamento da máquina térmica de Carnot. Com a
necessidade de explicar a entropia em sistemas da natureza, dando lugar ao termo
de “irreversibilidade”, Boltzmann traz em sua análise o comportamento do gás. Por
meio disto ele trata a entropia de maneira probabilística, porém, Boltzmann não leva
em consideração que o gás pode interagir, acarretando em um balanço energético
do sistema, isso só é possível por meio da energia livre de Gibbs, acarretando assim
se a reação é ou não espontânea. Em 1950 surge à primeira reação oscilante aceita
pela comunidade cientifica, chamada reação de Belesouv-Zhabostinsky. Com a
dificuldade de compreender a entropia nessas reações e até mesmo de se criar um
mecanismo, Ilya Prigogine em seus estudos desenvolve uma teoria que lhe deu total
prestígio, as estruturas dissipativas, dando-lhe assim o Prêmio Nobel, por tamanha
proeza, pois estas estruturas dissipativas permitiram a análise da entropia nestas
reações. Através da análise de Prigogine sobre estruturas dissipativas reproduzimos
dois sistemas de oscilações, temporal e espacial a partir do sistema reacional de
Belesouv-Zhabostinsky. No decorrer da reação a qual reproduzimos, essas
oscilações ocorrem devido a um balanço energético entre a entropia e a energia livre
de Gibbs. De acordo com Prigogine isso acontece porque num sistema, aberto e
muito afastado do equilíbrio, a entropia é capaz de evoluir de modo a reestruturar-se
e reorganizar-se, sobrevive dissipando a energia do sistema no processo local, de
modo que a queda que obtém na sua entropia interna é “paga” pela dissipação
entrópica do seu sistema. Sendo assim a entropia é um tema estruturante para a
Química, gerando uma visão mais correta do seu significado e suas implicações.
Palavras-chave
Química - Estudo e ensino, Entropia, Reações químicas
Referência
CARNEIRO, Mikelâne de Oliveira. Reações oscilantes e a entropia. 2019. 56 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Licenciatura em Química) - Departamento de Química, Universidade Federal Rural de Pernambuco, Recife, 2019.