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
G°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 %