4.1.18 Změna entropie při vratných fázových přechodech

Určete entropii tání a výparnou entropii jednoho molu benzenu, cyklohexanu a dekanu. Potřebné údaje nalezněte v tabulkách.

Výsledek

Látka $..$ $..$
Benzen 35,31 87,02
Cyklohexan 9,58 84,69
Dekan 117,95 86,63
Řešení

Uvažované skupenské přeměny probíhají za konstantního tlaku, a proto příslušná tepla tání a výparná tepla jsou dána rozdílem entalpií vznikající a zanikající fáze. Například při teplotě tání je v dané soustavě v rovnováze tuhá látka s kapalinou. V každém okamžiku lze infinitezimální změnou teploty nebo tlaku obrátit děj směrem k tání nebo tuhnutí soustavy, přičemž soustava prochází řadou rovnovážných stavů. Děj je tedy izotermicko-izobarický a vratný, takže entropii tání počítáme přímo ze vztahu (4.10)

displaymath

resp.

displaymath

kde index NTT označuje normální teplotu tání a index NTV normální teplotu varu (tj. za tlaku 101,325 kPa). V tabulkách nalezneme následující hodnoty:

Látka TNTT[K] $..$ [kJ mol1] TNTV [K] $..$ [kJ mol1]
Benzen 278,68 9,84 353,25 30,74
Cyklohexan 279,69 2,68 353,88 29,79
Dekan 243,49 28,72 447,30 38,75

Např. pro benzen při tání platí

displaymath

a při varu

displaymath

Ostatní výsledky jsou obsaženy v tabulce, uvedené v bodě "Výsledek"

Z tabulky je zřejmé, že entropie tání různých látek se poměrně značně liší, zatímco výparné entropie se pohybují v užším rozmezí. Tabelované hodnoty dále naznačují, že výparná entropie organických látek s nepolárními a neasociovanými molekulami se téměř nemění. U širšího souboru takových látek bylo zjištěno, že hodnoty výparné entropie většinou leží v intervalu 88 až 92 J K1mol1. Tento skutečnost se v literatuře označuje jako Pictetovo-Troutonovo pravidlo.