Regel van Trouton

Met de regel van Trouton kan voor organische stoffen de verdampingswarmte worden geschat aan de hand van het kookpunt.

Verdampings- en smeltenthalpie van verschillende stoffen in functie van het kookpunt of smeltpunt. Deze gegevens illustreren respectievelijk de regel van Trouton en de regel van Richards.

${\Delta H_{vap} \over T_{b}}\approx 85\quad [J\ mol^{-1}K^{-1}]$

Waarbij:

ΔH_vap = Verdampingsenthalpie [J mol⁻¹]

T_b = Kookpunt [K]

De verdampingsentropie is met andere woorden voor veel stoffen onder standaardomstandigheden ongeveer gelijk. Dit komt omdat er ongeveer dezelfde hoeveelheid wanorde gecreëerd wordt bij het verdampen van eenzelfde hoeveelheid moleculen.

De regel is genoemd naar de Ierse natuurkundige Frederick Thomas Trouton (1863-1922) die hem in 1884 formuleerde toen hij nog student was.

Voorbeelden

Voorbeeld: het kookpunt van methylcyclohexaan is 101 °C of 374 K. Volgens de regel van Trouton is de verdampingswarmte dan ongeveer 90 × 374 = 33660 J/mol of 33,66 kJ/mol. De literatuurwaarde is 31,27 kJ/mol. Voor aceton, kookpunt 329 K, bekomt men een schatting van 29,6 kJ/mol (literatuurwaarde: 29,1 kJ/mol).

Afwijkingen ten opzichte van de regel van Trouton

Voor stoffen met sterke interdeeltjeskrachten leidt de regel van Trouton tot grote fouten. Voor water geeft de regel: 373,2 × 90 = 33,6 kJ/mol, terwijl de reële waarde 40,7 kJ/mol is. Voor ethanol: 351 × 90 = 31,6 kJ/mol; reële waarde is echter 38,6 kJ/mol. De afwijking kan verklaard worden door de waterstofbruggen die in deze stoffen gevormd worden, waardoor er meer energie vereist is om ze te verdampen. De regel van Trouton is in deze gevallen een onderschatting. Voor het carbonzuur azijnzuur is het kookpunt 391,2 K en de verdampingswarmte 23,7 kJ/mol; de regel van Trouton geeft in dit geval 391,2 × 90 = 35,2 kJ/mol, wat een overschatting is. Dit wordt verklaard door de observatie dat azijnzuur stabiele cyclische dimeren vormt, die ook in de gasfase blijven bestaan.

Analoog kan met de regel van Richards voor organische stoffen de smeltwarmte worden geschat aan de hand van het smeltpunt.

Bronnen, noten en/of referenties