Explique os desvios da regra de Trouton para líquidos como a água e o etanol. Suas entropias de vaporização são maiores ou menores que 85 J K^-1 mol^-1 ? 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,
De<avapS approx 85:J,K^-1,mol^-1
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,
De<avapSH2Oapprox109:J,K^-1,mol^-1.
– Para o etanol,
De<avapSEtOHapprox112:J,K^-1,mol^-1.

Passo 5

O motivo é que a água e o etanol têm extensa rede de ligações de hidrogênio no líquido, o que:
1. Diminui a entropia inicial do líquido (mais organizado).
2. Exige mais energia para romper essas interações na vaporização, aumentando também De<avapH.
Como a entropia do vapor é similar ao de qualquer gás ideal à mesma temperatura, o saldo De<avapS=(De<avapH)/Teb acaba sendo bem maior que o valor médio da regra de Trouton.

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.

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