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)
resp.
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 mol−1] | TNTV [K] | [kJ mol−1] |
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
a při varu
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 K−1mol−1. Tento skutečnost se v literatuře označuje jako Pictetovo-Troutonovo pravidlo.