Calcular a entalpia de vaporização do etano a partir do seu ponto de ebulição, que é:
. Dica: etano segue a Regra de Trouton. R:
Passo 1
O enunciado pede para calcular a entalpia de vaporização do etano a partir do seu ponto de ebulição. Informações dadas:
- Ponto de ebulição do etano:
. - Dica: etano segue a Regra de Trouton.
Pergunta clara: calcular
(entalpia molar de vaporização) em
.
Passo 2
Conceito essencial (o que vou usar): para uma mudança de fase à pressão de vapor de equilíbrio (como no ponto de ebulição), vale a relação entre entalpia e entropia:
onde
-
é a entropia molar de vaporização (unidade ), -
é a entalpia molar de vaporização (unidade ou ), -
é a temperatura do ponto de ebulição em kelvin ( ).
Rearranjando:
A Regra de Trouton diz que, para muitos líquidos orgânicos não-polares, a entropia molar de vaporização na ebulição é aproximadamente constante, tipicamente
(valores na faixa
–
).
Passo 3
Converter o ponto de ebulição para kelvin (sempre que usar a relação
,
deve estar em kelvin):
Passo 4
Escolha do valor de
pela Regra de Trouton: usar o valor padrão aproximado
que é a escolha comum e razoável para hidrocarbonetos como o etano.
Passo 5
Calcular
usando
.
Primeiro em
:
Fazendo a conta de maneira “sem calculadora” (truque:
):
Calcule
:
Logo
Converter para
dividindo por
:
Passo 6
Comentário rápido sobre precisão: a Regra de Trouton é aproximada; para compostos com ligações de hidrogênio fortes ou estruturas muito ordenadas a entalpia/entropia podem desviar. Para hidrocarbonetos simples como o etano, o valor calculado tem boa precisão (alguns por cento).