Regola di Trouton: applicazioni

La regola di Trouton, dovuta al fisico irlandese Frederick Thomas Trouton consente di stimare l’ entalpia di vaporizzazione di molti liquidi ma non è valida per quelli che danno legami a idrogeno. Assumendo che il liquido e il vapore sono costituiti da una distribuzione casuale e disordinata di molecole la variazione di entropia di vaporizzazione ΔS°vap può essere calcolata con metodi statistici ed è quasi la stessa per tutte le sostanze.

Quando si verifica una transizione di fase il liquido e il vapore sono in equilibrio tra loro quindi

vap = G°liq

quindi

ΔG° = G°vap – G°liq = ΔH°vap – TΔS°vap = 0

Detta Tb la temperatura alla quale avviene la transizione di fase si ha:

 ΔS°vap = ΔH°vap / Tb ∼ 87 J/mol K

Tale espressione è detta regola di Trouton. Tale regola dà buoni risultati per le sostanze che hanno uno scarso ordine nella fase liquida mentre quelle che formano legami a idrogeno e quindi tendono ad un ordine maggiore hanno un valore di ΔS°vap  maggiore rispetto a quello previsto dalla regola di Trouton.

Tramite questa regola i dati termodinamici possono essere applicati per determinare la temperatura di ebollizione di una sostanza.

Applicazioni della regola di Trouton

Consideriamo l’equilibrio H2O(l) ⇄ H2O(g)

per il quale da dati termodinamici sappiamo che ΔHvap° = 44.02 kJ/ mol  e ΔSvap° = 0.119 kJ/ mol K. Da questi dati possiamo calcolare tramite la regola di Trouton la temperatura di ebollizione dell’acqua:

Tb  = ΔH°vap / ΔSvap° = 44.02 kJ/ mol / 0.119 kJ/ mol K = 370 K

Essendo la temperatura di ebollizione dell’acqua pari a 373 K l’errore percentuale ci viene dato dall’espressione:

% errore = │370 – 373│ ∙ 100/373 = 0.80 %

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