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
, entropia de vaporização
e ponto de ebulição normal
. 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:
Como
, temos
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:
Isto é, apesar de
e
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
não escala de modo “padronizado” com
.
Resposta
A Regra de Trouton diz que, no ponto de ebulição normal (1 atm),
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.