1.6溶液沸點(diǎn)升高和凝固點(diǎn)降低,復(fù)習(xí)幾個(gè)與物質(zhì)狀態(tài)變化有關(guān)的概念，并加深認(rèn)識(shí)：,蒸發(fā)表面汽化的現(xiàn)象,沸騰表面和內(nèi)部同時(shí)汽化的現(xiàn)象,沸點(diǎn)液體沸騰過(guò)程中的溫度,只有當(dāng)液體的飽和蒸氣壓和外界大氣的壓力相等時(shí)，汽化才能在表面和內(nèi)部同時(shí)發(fā)生。,這時(shí)的溫度即是沸點(diǎn)。,凝固點(diǎn)液體凝固成固體（嚴(yán)格說(shuō)是晶體）是在一定溫度下進(jìn)行的。,這個(gè)溫度稱(chēng)為凝固點(diǎn)。,在這個(gè)溫度時(shí)，液體和固體的飽和蒸氣壓相等。即,若p固p液，則平衡右移，固體熔化，,p固373K），溶液的飽和蒸氣壓才達(dá)到1.013105Pa，溶液才沸騰。見(jiàn)圖中A點(diǎn)。,即T1是溶液的沸點(diǎn)，比純水的沸點(diǎn)373K高。,冰線(xiàn)和水線(xiàn)的交點(diǎn)B處，冰和水的飽和蒸氣壓相等。,此點(diǎn)T=273K，p611Pa,273K是水的凝固點(diǎn)，亦稱(chēng)為冰點(diǎn)。,在273K時(shí)，溶液飽和蒸氣壓低于冰的飽和蒸氣壓，即p冰p溶。,此時(shí)若溶液和冰共存，冰要熔化，或者說(shuō)溶液此時(shí)尚未達(dá)到凝固點(diǎn),降溫到T2273K時(shí)，冰線(xiàn)和溶液線(xiàn)相交于B點(diǎn)。,在B點(diǎn)，即p冰=p溶時(shí)，溶液才開(kāi)始結(jié)冰，達(dá)到凝固點(diǎn)。,溶液的凝固點(diǎn)降低，比純?nèi)軇┑汀?可見(jiàn)，由于溶液的飽和蒸氣壓的降低，導(dǎo)致溶液沸點(diǎn)升高、凝固點(diǎn)降低。,即水溶液的沸點(diǎn)高于純水而其凝固點(diǎn)低于純水。,1.6.2計(jì)算公式,1.沸點(diǎn)升高公式,用Tb表示沸點(diǎn)升高值，,Tb=TbT0，b,Tb直接受p影響，事實(shí)上Tbp,Tb=TbT0，b,式中T0，b純?nèi)軇┑姆悬c(diǎn)，Tb溶液的沸點(diǎn)。,比例系數(shù)用kb表示，則有Tb=kbm,而p=km，故Tbm,Tbp,Tb=kbm,最常見(jiàn)的溶劑是H2O，其kb=0.513,kb稱(chēng)為沸點(diǎn)升高常數(shù)。不同的溶劑kb值不同。,結(jié)論是溶液的沸點(diǎn)升高值與其質(zhì)量摩爾濃度成正比。,kb的單位？,Tb=kbm,Tb=kbm,kb的單位為Kkgmol1,2.凝固點(diǎn)降低公式,總之，T為正值。,式中T0，f溶劑的凝固點(diǎn)，Tf溶液的凝固點(diǎn)。,用Tf表示凝固點(diǎn)降低值，即Tf=T0，fTf,與沸點(diǎn)升高公式相類(lèi)似，有Tf=kfm,H2O的kf=1.86Kkgmol1,其中kf稱(chēng)為凝固點(diǎn)降低常數(shù)。,實(shí)驗(yàn)室中，經(jīng)常用稀溶液的依數(shù)性質(zhì)測(cè)定難揮發(fā)性的非電解質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量。,例1.4將3.35g葡萄糖溶于50g水中，所得溶液沸點(diǎn)比水高0.192K。,求葡萄糖的相對(duì)分子質(zhì)量。,解：用m表示該葡萄糖溶液的質(zhì)量摩爾濃度,3.35g葡萄糖溶于50g水中,設(shè)M為葡萄糖的摩爾質(zhì)量,由,題設(shè)所得溶液沸點(diǎn)比水高0.192K,H2O的kb=0.513Kkgmol1,將已知數(shù)據(jù)代入，得,解得M=179gmol1所以葡萄糖的相對(duì)分子質(zhì)量為179。,和葡萄糖的實(shí)際數(shù)據(jù)180很相近。,若利用凝固點(diǎn)法測(cè)分子量，結(jié)果將更準(zhǔn)確。,因?yàn)閗f比kb要大，溫度差會(huì)更明顯一些。,就測(cè)定方法本身來(lái)講，凝固點(diǎn)的測(cè)定比沸點(diǎn)的測(cè)定精確度要高。,1.6.3水和溶液的步冷曲線(xiàn),溶液的凝固點(diǎn)降低，即水溶液的凝固點(diǎn)低于純水。,有了這一知識(shí)基礎(chǔ)就可以討論和解釋水及溶液的步冷曲線(xiàn)。,在冷卻過(guò)程中，物質(zhì)的溫度隨時(shí)間而變化的曲線(xiàn)，叫做步冷曲線(xiàn),在步冷曲線(xiàn)中，縱坐標(biāo)為溫度橫坐標(biāo)為時(shí)間,t/min,T/K,ABH2O，液態(tài)，溫度不斷下降；,B點(diǎn)開(kāi)始結(jié)冰；,BC冰與水共存，溫度不變，273K冰點(diǎn)；,C點(diǎn)全部結(jié)冰；,CD冰，溫度不斷下降。,曲線(xiàn)（1）H2O的步冷曲線(xiàn),曲線(xiàn)（2）水溶液的步冷曲線(xiàn),曲線(xiàn)（3）水溶液的步冷曲線(xiàn),（2）AB段是溶液，溫度不斷下降；,B點(diǎn)低于273K，是溶液的冰點(diǎn)。有冰析出，溶液濃度增加，冰點(diǎn)更低，溫度繼續(xù)下降,故BC段上，盡管冰與溶液共存，但溫度并不恒定。,C點(diǎn)始，溶質(zhì)和冰一同析出，且二者具有固定比例,與此時(shí)溶液中二者的比例相同。,于是析出冰和溶質(zhì)時(shí)，溶液的組成不再改變，冰點(diǎn)也不再改變。,故CD段呈現(xiàn)平臺(tái)。,DE段固體繼續(xù)降溫。,D點(diǎn)，以固定比例析出固體的過(guò)程結(jié)束。液體全部耗盡。,曲線(xiàn)（3）雖然也是水溶液的步冷曲線(xiàn)，但是這種溶液的濃度比（2）的濃度,大。,這種固定比例是相同的。,析出的具有固定比例的固體稱(chēng)為低共熔混合物。,溶質(zhì)相同而濃度不同的溶液，析出的低共熔混合物的組成相同，低共熔點(diǎn)也相同。,思考題,若溶液的組成與低共熔混合物的組成相同，該溶液的步冷曲線(xiàn)是什么形狀?,思考題,1.6.4制冷劑,將固體NaCl和冰混合，可制成制冷劑，獲得反應(yīng)所需的零下低溫。,冰鹽混合物在實(shí)驗(yàn)室中可用于局部制冷。,冰鹽混合物從環(huán)境吸熱，冰部分融化成水。,冰水共存，應(yīng)為零度，但水將NaCl溶解，形成溶液，其冰點(diǎn)低于零度。,NaCl和冰的混合物形成的制冷劑，理論上可達(dá)到低共熔點(diǎn)的溫度22。,故冰將繼續(xù)從環(huán)境吸熱融化成