h) Explique a Regra de Trouton. Em que casos ela se aplica?

Passo 1

O enunciado pede para explicar a Regra de Trouton, que é um resultado empírico em termodinâmica de equilíbrio de fases. O conteúdo envolve entalpia de vaporização De<a Hvap, entropia de vaporização De<a Svap e ponto de ebulição normal Tb. Para chegar à regra, vamos usar o fato de que, no ponto de ebulição a 1 atm, as fases líquido e vapor estão em equilíbrio e a energia livre de Gibbs muda de forma específica.

Passo 2

No equilíbrio de vaporização ao ponto de ebulição normal, a variação de energia livre de Gibbs é zero:
De<a Gvap = 0
Como De<a G = De<a H - T,De<a S, temos
0 = De<a Hvap - Tb,De<a Svap Longrightarrow De<a Svap = De<a HvapTb

Passo 3

A Regra de Trouton afirma que, para muitas substâncias orgânicas não associantes, a entropia molar de vaporização no ponto de ebulição normal é aproximadamente constante:
De<a Svap approx 85 a 88 J,mol^-1K^-1
Isto é, apesar de De<a Hvap e Tb variarem de líquido para líquido, sua razão tende a ficar em torno desse valor.

Passo 4

A regra se aplica bem a líquidos que não formam ligações de hidrogênio fortes nem têm interações intermoleculares muito específicas. Exemplos típicos são hidrocarbonetos, ésteres e cetonas. Ela falha para substâncias com forte associação (como água, etanol, amônia) e para compostos iônicos ou de alta polaridade, pois aí De<a Hvap não escala de modo “padronizado” com Tb.

Resposta

A Regra de Trouton diz que, no ponto de ebulição normal (1 atm),
De<a Svap = De<a HvapTb approx 8588 J,mol^-1K^-1
para muitos líquidos orgânicos não associantes. Ela se aplica a substâncias com interações intermoleculares relativamente fracas e uniformes, falhando em casos de fortes ligações de hidrogênio ou associações específicas.

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