Explique os desvios da regra de Trouton para líquidos como a água e o etanol. Suas entropias de vaporização são maiores ou menores que
? Por quê?
Passo 1
O enunciado pede para explicar por que líquidos como a água e o etanol desviam da regra de Trouton. Essa regra, estudada em termodinâmica, afirma que a entropia molar de vaporização à pressão de
atm e na temperatura de ebulição normal costuma valer cerca de
J mo para líquidos “típicos”. Para responder precisamos comparar os valores de
da água e do etanol com esse referencial e entender o papel das interações intermoleculares fortes.
Passo 2
A regra de Trouton diz que, em média, para muitos líquidos puros na ebulição normal,
Esse valor razoavelmente constante surge porque em quase todos os casos a entropia do gás vaporizado é dominante e a do líquido varia pouco entre substâncias sem ligações muito fortes.
Passo 3
No entanto, substâncias que formam ligações de hidrogênio fortes apresentam líquidos excepcionalmente ordenados, ou seja, sua entropia no estado líquido é menor que a de líquidos “típicos”. Assim, ao vaporizar, o aumento de entropia
fica maior do que
J mo.
Passo 4
Valores experimentais aproximados mostram:
– Para a água,
.
– Para o etanol,
.
– Para a água,
– Para o etanol,
Passo 5
O motivo é que a água e o etanol têm extensa rede de ligações de hidrogênio no líquido, o que:
. Diminui a entropia inicial do líquido (mais organizado).
. Exige mais energia para romper essas interações na vaporização, aumentando também
.
Como a entropia do vapor é similar ao de qualquer gás ideal à mesma temperatura, o saldo acaba sendo bem maior que o valor médio da regra de Trouton.
Como a entropia do vapor é similar ao de qualquer gás ideal à mesma temperatura, o saldo
Resposta
As entropias de vaporização da água e do etanol são maiores que
J mo, devido às fortes ligações de hidrogênio que tornam o líquido muito mais ordenado e elevam o ganho de entropia ao passar ao estado gasoso.