Regola di Trouton

La regola di Trouton è una relazione empirica classica che stima l'entalpia molare di vaporizzazione di un liquido puro dal solo punto di ebollizione normale. Per molti liquidi non associati l'entropia molare di vaporizzazione alla temperatura normale di ebollizione è approssimativamente costante, vicino a ottantotto joule per mole per kelvin, così il prodotto di quella costante e della temperatura assoluta di ebollizione fornisce una stima rapida di Delta H sub vap in joule per mole. Gli studenti usano la regola per verificare se un calore di vaporizzazione tabellato è nell'ordine di grandezza corretto, e gli ingegneri di processo la impiegano per bilanci termici di primo passaggio quando una tabella precisa di calore latente non è ancora disponibile. Questo calcolatore prende un unico punto di ebollizione finito e positivo in kelvin, moltiplica per la costante di Trouton da manuale di ottantotto e restituisce l'entalpia molare di vaporizzazione stimata con costante e formula esplicitate nella risposta. I punti di ebollizione non positivi vengono rifiutati perché la temperatura assoluta deve essere positiva affinché il prodotto abbia significato fisico.

Come la regola di Trouton stima l'entalpia di vaporizzazione

Al punto di ebollizione normale sotto un'atmosfera, molti liquidi non polari e debolmente polari mostrano un'entropia molare di vaporizzazione raggruppata attorno allo stesso valore. Trouton notò che questa variazione di entropia, Delta S sub vap, è di circa ottantotto joule per mole per kelvin, circa dieci virgola cinque calorie per mole per kelvin nelle unità più antiche.

Poiché il cambiamento di fase è reversibile all'equilibrio, l'entalpia molare di vaporizzazione corrispondente è il prodotto di quella entropia e della temperatura assoluta di ebollizione: Delta H sub vap è approssimativamente uguale a ottantotto volte T sub b, con T sub b in kelvin e Delta H sub vap in joule per mole.

La stima è approssimativa: i liquidi con legami a idrogeno come acqua e alcoli spesso mostrano un vero Delta S sub vap maggiore, mentre alcune specie a basso punto di ebollizione o associate deviano nell'altro senso, quindi tratti il risultato come controllo di ordine di grandezza o di primi principi piuttosto che come sostituto della calorimetria o di un adattamento di qualità della pressione di vapore. L'aritmetica qui è una sola moltiplicazione dopo aver validato che il punto di ebollizione è un numero finito positivo.

Le voci NaN o Infinity vengono rifiutate presto. Un punto di ebollizione zero o negativo fallisce con un messaggio che la regola di Trouton richiede T sub b maggiore di zero, così il cliente può correggere unità o segno invece di ricevere un'entalpia negativa o nulla priva di senso. Lavori opzionali come convertire Celsius in kelvin, consultare calori latenti tabellati o invertire pendenze di Clausius–Clapeyron appartengono a strumenti separati; questa pagina resta incentrata sul prodotto empirico con nome che gli studenti cercano quando chiedono un calcolatore della regola di Trouton.

Dove i calcolatori della regola di Trouton compaiono nel lavoro reale

I corsi di chimica generale e di chimica fisica delle scuole superiori e dell'università assegnano di continuo problemi sulla regola di Trouton che chiedono di stimare calori molari di vaporizzazione da punti di ebollizione elencati e di discutere perché l'acqua devia; un oracolo affidabile che restituisce ottantotto volte T sub b accelera la correzione e l'allestimento delle demo.

I chimici di processo e gli ingegneri di impianto abbozzano carichi di primo passaggio di condensatori e ribollitori per solventi quando è noto solo il punto di ebollizione, e hanno bisogno di un prodotto trasparente piuttosto che della sola consultazione opaca di tabelle. I laboratori di distillazione usano stime di Trouton per mostrare perché i carichi di calore latente scalano con la temperatura di ebollizione prima che gli studenti aprano le tabelle del vapore.

Le revisioni di qualità e sicurezza a volte confrontano un calore latente misurato con l'ordine di grandezza di Trouton per segnalare errori di unità o di trascrizione nelle schede tecniche. Se in seguito ha bisogno dell'entalpia molare di vaporizzazione da calore e moli misurate, dell'energia libera di Gibbs da entalpia ed entropia, o di pendenze di pressione di vapore di Clausius–Clapeyron, li tratti come intenzioni di ricerca e landing separate invece di sovraccaricare questa pagina del calcolatore della regola di Trouton.