1.6溶液沸點升高和凝固點降低,復(fù)習(xí)幾個與物質(zhì)狀態(tài)變化有關(guān)的概念，并加深認(rèn)識：,蒸發(fā)表面汽化的現(xiàn)象,沸騰表面和內(nèi)部同時汽化的現(xiàn)象,沸點液體沸騰過程中的溫度,只有當(dāng)液體的飽和蒸氣壓和外界大氣的壓力相等時，汽化才能在表面和內(nèi)部同時發(fā)生。,這時的溫度即是沸點。,凝固點液體凝固成固體（嚴(yán)格說是晶體）是在一定溫度下進(jìn)行的。,這個溫度稱為凝固點。,在這個溫度時，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。見圖中A點。,即T1是溶液的沸點，比純水的沸點373K高。,冰線和水線的交點B處，冰和水的飽和蒸氣壓相等。,此點T=273K，p611Pa,273K是水的凝固點，亦稱為冰點。,在273K時，溶液飽和蒸氣壓低于冰的飽和蒸氣壓，即p冰p溶。,此時若溶液和冰共存，冰要熔化，或者說溶液此時尚未達(dá)到凝固點,降溫到T2273K時，冰線和溶液線相交于B點。,在B點，即p冰=p溶時，溶液才開始結(jié)冰，達(dá)到凝固點。,溶液的凝固點降低，比純?nèi)軇┑汀?可見，由于溶液的飽和蒸氣壓的降低，導(dǎo)致溶液沸點升高、凝固點降低。,即水溶液的沸點高于純水而其凝固點低于純水。,1.6.2計算公式,1.沸點升高公式,用Tb表示沸點升高值，,Tb=TbT0，b,Tb直接受p影響，事實上Tbp,Tb=TbT0，b,式中T0，b純?nèi)軇┑姆悬c，Tb溶液的沸點。,比例系數(shù)用kb表示，則有Tb=kbm,而p=km，故Tbm,Tbp,Tb=kbm,最常見的溶劑是H2O，其kb=0.513,kb稱為沸點升高常數(shù)。不同的溶劑kb值不同。,結(jié)論是溶液的沸點升高值與其質(zhì)量摩爾濃度成正比。,kb的單位？,Tb=kbm,Tb=kbm,kb的單位為Kkgmol1,2.凝固點降低公式,總之，T為正值。,式中T0，f溶劑的凝固點，Tf溶液的凝固點。,用Tf表示凝固點降低值，即Tf=T0，fTf,與沸點升高公式相類似，有Tf=kfm,H2O的kf=1.86Kkgmol1,其中kf稱為凝固點降低常數(shù)。,實驗室中，經(jīng)常用稀溶液的依數(shù)性質(zhì)測定難揮發(fā)性的非電解質(zhì)的相對分子質(zhì)量。,例1.4將3.35g葡萄糖溶于50g水中，所得溶液沸點比水高0.192K。,求葡萄糖的相對分子質(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所以葡萄糖的相對分子質(zhì)量為179。,和葡萄糖的實際數(shù)據(jù)180很相近。,若利用凝固點法測分子量，結(jié)果將更準(zhǔn)確。,因為kf比kb要大，溫度差會更明顯一些。,就測定方法本身來講，凝固點的測定比沸點的測定精確度要高。,1.6.3水和溶液的步冷曲線,溶液的凝固點降低，即水溶液的凝固點低于純水。,有了這一知識基礎(chǔ)就可以討論和解釋水及溶液的步冷曲線。,在冷卻過程中，物質(zhì)的溫度隨時間而變化的曲線，叫做步冷曲線,在步冷曲線中，縱坐標(biāo)為溫度橫坐標(biāo)為時間,t/min,T/K,ABH2O，液態(tài)，溫度不斷下降；,B點開始結(jié)冰；,BC冰與水共存，溫度不變，273K冰點；,C點全部結(jié)冰；,CD冰，溫度不斷下降。,曲線（1）H2O的步冷曲線,曲線（2）水溶液的步冷曲線,曲線（3）水溶液的步冷曲線,（2）AB段是溶液，溫度不斷下降；,B點低于273K，是溶液的冰點。有冰析出，溶液濃度增加，冰點更低，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點始，溶質(zhì)和冰一同析出，且二者具有固定比例,與此時溶液中二者的比例相同。,于是析出冰和溶質(zhì)時，溶液的組成不再改變，冰點也不再改變。,故CD段呈現(xiàn)平臺。,DE段固體繼續(xù)降溫。,D點，以固定比例析出固體的過程結(jié)束。液體全部耗盡。,曲線（3）雖然也是水溶液的步冷曲線，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。,冰鹽混合物在實驗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)到低共熔點的溫度22。,故冰將繼續(xù)從環(huán)境吸熱融化成