트라웃의 법칙

Trouton's rule
"Trouton's ratio"가 여기로 리디렉션됩니다. 점도의 맥락에서 트라웃의 비율에 대해서는 점도 § 뉴턴 유체와 뉴턴 유체가 아닌 유체를 참조하십시오.
A log–log plot of the enthalpies of melting and boiling versus the melting and boiling temperatures for the pure elements. The linear relationship between the enthalpy of vaporization and the boiling point is Trouton's rule. A similar relationship is shown for the enthalpy of melting.
순수한 원소에 대한 용해와 끓임의 엔탈피와 전이 온도, 트라웃온의 법칙을 보여줍니다.

열역학에서 트라웃의 법칙에 따르면 기화의 엔트로피는 끓는점에 있는 다양한 종류의 액체에 대해 85–88 J/(K·mol) 정도로 거의 동일한 값입니다.[1] 기화의 엔트로피는 기화의 엔탈피와 끓는 온도 사이의 비율로 정의됩니다. 그것은 프레데릭 토마스 트라웃의 이름을 따서 지어졌습니다.

이는 기체 상수 R의 함수로 표시됩니다.

이와 유사한 표현 방법은 잠열이 끓는점에 대략 다음과 같이 연결되어 있다는 것입니다.

트라웃톤의 법칙은 액체와 증기상 사이의 자유 부피(즉, 이동 가능한 공간)의 상대적인 변화에 대한 볼츠만의 엔트로피 정의를 사용하여 설명할 수 있습니다.[2][3] 톨루엔의 기화 엔트로피는 87.30 J/(K·mol), 벤젠의 기화 엔트로피는 89.45 J/(K·mol), 클로로포름의 기화 엔트로피는 87.92 J/(K·mol)입니다. 편리함 때문에 이 규칙은 끓는점이 알려진 액체의 기화 엔탈피를 추정하는 데 사용됩니다.

그러나 규칙에는 몇 가지 예외가 있습니다. 예를 들어, 물, 에탄올, 포름산 및 불화수소의 기화 엔트로피는 예측값과 거리가 있습니다. 기화의 엔트로피는 끓는점의 XeF는6 136.9 J/(K·mol)로 매우 높습니다.[4] 트라웃의 법칙이 적용되지 않는 액체의 특징은 수소 결합과 같은 분자 간의 특별한 상호 작용입니다. 물과 에탄올의 기화 엔트로피는 규칙에서 양의 편차를 보이는데, 이는 액상에서 수소결합이 상의 엔트로피를 감소시키기 때문입니다. 반대로, 포름산의 기화 엔트로피는 음의 편차를 가지고 있습니다. 이러한 사실은 기체상에 질서 있는 구조가 존재한다는 것을 나타내며, 기체상에서도 포름산이 이량체 구조를 형성하는 것으로 알려져 있습니다. 또한 기체상의 들뜬 회전 상태, 특히 메탄과 같은 작은 분자에서 적은 수의 인구로 인해 작은 기체상 엔트로피로 인해 음의 편차가 발생할 수 있습니다. 작은 관성 모멘트 I는 큰 회전 상수 B를 생성하며, 그에 따라 광범위하게 분리된 회전 에너지 수준과, 맥스웰-볼츠만(Maxwell-Boltzmann) 분포에 따르면, 들뜬 회전 상태의 소수 집단, 따라서 낮은 회전 엔트로피를 나타냅니다. 트라우톤의 법칙의 타당성은 고려함으로써[citation needed] 높일 수 있습니다.

여기서 T = 400 K이면 방정식의 우변은 10.5R이고, 저희는 트라웃의 법칙에 대한 원래 공식을 찾습니다.

참고문헌

  1. ^ 85 J/(K·mol)를 비교합니다. David Warren Ball (20 August 2002). Physical Chemistry. ISBN 9780534266585. 88 J/(K·mol) 인
  2. ^ Dan McLachlan Jr.; Rudolph J. Marcus (1957). "The statistical-mechanical basis of Trouton's rule". J. Chem. Educ. 34 (9): 460. Bibcode:1957JChEd..34..460M. doi:10.1021/ed034p460.
  3. ^ Shutler, P. M. E.; Cheah, H. M. (1998). "Applying Boltzmann's definition of entropy". European Journal of Physics. 19 (4): 371–377. Bibcode:1998EJPh...19..371S. doi:10.1088/0143-0807/19/4/009. ISSN 0143-0807.
  4. ^ R. Bruce King, ed. (2005). Encyclopedia of Inorganic Chemistry (2nd ed.). Wiley. ISBN 978-0-470-86078-6.

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