溶液沸点升高和凝固点降低PPT课件.ppt

1.6溶液沸点升高和凝固点降低,复习几个与物质状态变化有关的概念，并加深认识：,蒸发表面汽化的现象,沸腾表面和内部同时汽化的现象,沸点液体沸腾过程中的温度,只有当液体的饱和蒸气压和外界大气的压力相等时，汽化才能在表面和内部同时发生。,这时的温度即是沸点。,凝固点液体凝固成固体（严格说是晶体）是在一定温度下进行的。,这个温度称为凝固点。,在这个温度时，液体和固体的饱和蒸气压相等。即,若p固p液，则平衡右移，固体熔化，,p固373K），溶液的饱和蒸气压才达到1.013105Pa，溶液才沸腾。见图中A点。,即T1是溶液的沸点，比纯水的沸点373K高。,冰线和水线的交点B处，冰和水的饱和蒸气压相等。,此点T=273K，p611Pa,273K是水的凝固点，亦称为冰点。,在273K时，溶液饱和蒸气压低于冰的饱和蒸气压，即p冰p溶。,此时若溶液和冰共存，冰要熔化，或者说溶液此时尚未达到凝固点,降温到T2273K时，冰线和溶液线相交于B点。,在B点，即p冰=p溶时，溶液才开始结冰，达到凝固点。,溶液的凝固点降低，比纯溶剂低。,可见，由于溶液的饱和蒸气压的降低，导致溶液沸点升高、凝固点降低。,即水溶液的沸点高于纯水而其凝固点低于纯水。,1.6.2计算公式,1.沸点升高公式,用Tb表示沸点升高值，,Tb=TbT0，b,Tb直接受p影响，事实上Tbp,Tb=TbT0，b,式中T0，b纯溶剂的沸点，Tb溶液的沸点。,比例系数用kb表示，则有Tb=kbm,而p=km，故Tbm,Tbp,Tb=kbm,最常见的溶剂是H2O，其kb=0.513,kb称为沸点升高常数。不同的溶剂kb值不同。,结论是溶液的沸点升高值与其质量摩尔浓度成正比。,kb的单位？,Tb=kbm,Tb=kbm,kb的单位为Kkgmol1,2.凝固点降低公式,总之，T为正值。,式中T0，f溶剂的凝固点，Tf溶液的凝固点。,用Tf表示凝固点降低值，即Tf=T0，fTf,与沸点升高公式相类似，有Tf=kfm,H2O的kf=1.86Kkgmol1,其中kf称为凝固点降低常数。,实验室中，经常用稀溶液的依数性质测定难挥发性的非电解质的相对分子质量。,例1.4将3.35g葡萄糖溶于50g水中，所得溶液沸点比水高0.192K。,求葡萄糖的相对分子质量。,解：用m表示该葡萄糖溶液的质量摩尔浓度,3.35g葡萄糖溶于50g水中,设M为葡萄糖的摩尔质量,由,题设所得溶液沸点比水高0.192K,H2O的kb=0.513Kkgmol1,将已知数据代入，得,解得M=179gmol1所以葡萄糖的相对分子质量为179。,和葡萄糖的实际数据180很相近。,若利用凝固点法测分子量，结果将更准确。,因为kf比kb要大，温度差会更明显一些。,就测定方法本身来讲，凝固点的测定比沸点的测定精确度要高。,1.6.3水和溶液的步冷曲线,溶液的凝固点降低，即水溶液的凝固点低于纯水。,有了这一知识基础就可以讨论和解释水及溶液的步冷曲线。,在冷却过程中，物质的温度随时间而变化的曲线，叫做步冷曲线,在步冷曲线中，纵坐标为温度横坐标为时间,t/min,T/K,ABH2O，液态，温度不断下降；,B点开始结冰；,BC冰与水共存，温度不变，273K冰点；,C点全部结冰；,CD冰，温度不断下降。,曲线（1）H2O的步冷曲线,曲线（2）水溶液的步冷曲线,曲线（3）水溶液的步冷曲线,（2）AB段是溶液，温度不断下降；,B点低于273K，是溶液的冰点。有冰析出，溶液浓度增加，冰点更低，温度继续下降,故BC段上，尽管冰与溶液共存，但温度并不恒定。,C点始，溶质和冰一同析出，且二者具有固定比例,与此时溶液中二者的比例相同。,于是析出冰和溶质时，溶液的组成不再改变，冰点也不再改变。,故CD段呈现平台。,DE段固体继续降温。,D点，以固定比例析出固体的过程结束。液体全部耗尽。,曲线（3）虽然也是水溶液的步冷曲线，但是这种溶液的浓度比（2）的浓度,大。,这种固定比例是相同的。,析出的具有固定比例的固体称为低共熔混合物。,溶质相同而浓度不同的溶液，析出的低共熔混合物的组成相同，低共熔点也相同。,思考题,若溶液的组成与低共熔混合物的组成相同，该溶液的步冷曲线是什么形状?,思考题,1.6.4制冷剂,将固体NaCl和冰混合，可制成制冷剂，获得反应所需的零下低温。,冰盐混合物在实验室中可用于局部制冷。,冰盐混合物从环境吸热，冰部分融化成水。,冰水共存，应为零度，但水将NaCl溶解，形成溶液，其冰点低于零度。,NaCl和冰的混合物形成的制冷剂，理论上可达到低共熔点的温度22。,故冰将继续从环境吸热融化成