演示文稿溶液沸點(diǎn)升高和凝固點(diǎn)降低

（優(yōu)選）溶液沸點(diǎn)升高和凝固點(diǎn)降低第1頁，共63頁。

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(diǎn)。第2頁，共63頁。

凝固點(diǎn)

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(diǎn)。第3頁，共63頁。

熔化

固體液體

凝固

在這個溫度時，液體和固體的飽和蒸氣壓相等。即 第4頁，共63頁。

若p固>p液，則平衡右移，固體熔化，p固<p液，

則平衡左移，液體凝固。

熔化

固體液體

凝固第5頁，共63頁。1.6.1飽和蒸氣壓圖

下面是水，水溶液，冰體系的飽和蒸氣壓圖。

物質(zhì)的飽和蒸氣壓p，對溫度T

做圖，即得到物質(zhì)飽和蒸氣壓圖。第6頁，共63頁。

水，水溶液，冰體系的飽和蒸氣壓圖l1l2l31.013105611T2l1

水l2

水溶液l3

冰p/Pa

T/KABB′A′273373T1

縱坐標(biāo)蒸氣壓p

橫坐標(biāo)溫度T第7頁，共63頁。l1l3p/Pa

T/Kl1

水l2l2

水溶液l3

冰第8頁，共63頁。l1l3p/Pa

T/Kl1

水l2

水溶液l3

冰

從圖中可以看出

①隨著溫度的升高，水，水溶液，冰的飽和蒸氣壓都升高。l2第9頁，共63頁。l1l2l3p/Pa

T/Kl1

水l2

水溶液l3

冰

②其中冰的曲線斜率大，飽和蒸氣壓隨溫度變化顯著。第10頁，共63頁。③同一溫度，水溶液的飽和蒸氣壓低于水的飽和蒸氣壓。

l1l2l3p/Pa

T/Kl1

水l2

水溶液l3

冰第11頁，共63頁。l1l2l3p/Pa

T/Kl1

水l2

水溶液l3

冰1.013105A373④擬使水的飽與蒸氣壓等于外界大氣壓力1.013105Pa，需要

373K，見圖中A

點(diǎn)。第12頁，共63頁。l1l2l3p/Pa

T/Kl1

水l2

水溶液l3

冰1.013105A373

故水的沸點(diǎn)是373K。第13頁，共63頁。⑤在373K時，溶液的飽和蒸氣壓小于外界大氣壓力1.013105Pa，溶液未達(dá)到沸點(diǎn)。l1l2l3p/Pa

T/Kl1

水l2

水溶液l3

冰1.013105A373第14頁，共63頁。l1l2l3p/Pa

T/Kl1

水l2

水溶液l3

冰1.013105A373

只有當(dāng)溫度升到T1

時（>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(diǎn)。A′T1第15頁，共63頁。l1l2l3p/Pa

T/Kl1

水l2

水溶液l3

冰1.013105A373

即T1是溶液的沸點(diǎn)，比純水的沸點(diǎn)373K高。A′T1第16頁，共63頁。⑥冰線和水線的交點(diǎn)B

處，冰和水的飽和蒸氣壓相等。l1l2l3p/Pa

T/Kl1

水l2

水溶液l3

冰1.013105A373A′T1B611273

此點(diǎn)T=273K，p≈611Pa第17頁，共63頁。273K是水的凝固點(diǎn)，亦稱為冰點(diǎn)。l1l2l3p/Pa

T/Kl1

水l2

水溶液l3

冰1.013105A373A′T1611B273第18頁，共63頁。⑦

在

273K時，溶液飽和蒸氣壓低于冰的飽和蒸氣壓，即p冰

>p溶。l1l2l3p/Pa

T/Kl1

水l2

水溶液l3

冰1.013105A373A′T1611B273第19頁，共63頁。

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(diǎn)

l1l2l3p/Pa

T/Kl1

水l2

水溶液l3

冰1.013105A373A′T1611B273第20頁，共63頁。l1l2l3p/Pa

T/Kl1

水l2

水溶液l3

冰1.013105A373A′T1611B273

⑧降溫到T2<273K時，冰線和溶液線相交于

B′點(diǎn)。T2B′第21頁，共63頁。l1l2l3p/Pa

T/Kl1

水l2

水溶液l3

冰1.013105A373A′T1611B273

在

B′點(diǎn)，即p冰

=p溶時，溶液才開始結(jié)冰，達(dá)到凝固點(diǎn)。T2B′第22頁，共63頁。

溶液的凝固點(diǎn)降低，比純?nèi)軇┑汀1l2l3p/Pa

T/Kl1

水l2

水溶液l3

冰1.013105A373A′T1611B273T2B′第23頁，共63頁。

可見，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。第24頁，共63頁。1.6.2計算公式1.沸點(diǎn)升高公式

用

Tb

表示沸點(diǎn)升高值，

Tb=Tb－T0，b第25頁，共63頁。

Tb

直接受

p

影響，事實(shí)上Tb

p

Tb=Tb－T0，b

式中T0，b

純?nèi)軇┑姆悬c(diǎn)，

Tb

溶液的沸點(diǎn)。第26頁，共63頁。比例系數(shù)用

kb

表示，則有

Tb=kb?m

而

p

=k?m，

故

Tb

m

Tb

p第27頁，共63頁。

Tb=kb?m

最常見的溶劑是H2O，其kb=0.513

kb

稱為沸點(diǎn)升高常數(shù)。不同的溶劑kb值不同。第28頁，共63頁。

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=kb?m第29頁，共63頁。

kb

=——

Tb

m

Tb=kb?mkb

的單位為

K?kg?mol－1—————K

mol?kg－1第30頁，共63頁。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，f－Tf第31頁，共63頁。

與沸點(diǎn)升高公式相類似，

有

Tf

=kf?mH2O的kf=1.86K?kg?mol－1

其中kf

稱為凝固點(diǎn)降低常數(shù)。第32頁，共63頁。

實(shí)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。第33頁，共63頁。

例1.4

將3.35g葡萄糖溶于

50g

水中，所得溶液沸點(diǎn)比水高0.192

K。

求葡萄糖的相對分子質(zhì)量。第34頁，共63頁。

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m=

1000g?kg－150gM3.35g第35頁，共63頁。m=

1000g?kg－150gM3.35g

得m=

3.35g

1000g?kg－150g

M由第36頁，共63頁。

將質(zhì)量摩爾濃度m

代入沸點(diǎn)升高公式

得

Tb=kb?m

Tb=kb3.35g

1000g?kg－150g

MM=3.35g

1000g?kg－1

kb50g

Tb

第37頁，共63頁。

題設(shè)所得溶液沸點(diǎn)比水高0.192

KH2O的

kb=0.513K·kg·mol－1

M=3.35g

1000g?kg－1

kb50g

Tb

第38頁，共63頁。

將已知數(shù)據(jù)代入，得

解得M=179g?mol－1

所以葡萄糖的相對分子質(zhì)量為179。

和葡萄糖的實(shí)際數(shù)據(jù)180很相近。M=3.35g

1000g?kg－1

0.513K?kg?mol－150g0.192K

第39頁，共63頁。

若利用凝固點(diǎn)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(diǎn)的測定比沸點(diǎn)的測定精確度要高。第40頁，共63頁。1.6.3水和溶液的步冷曲線

溶液的凝固點(diǎn)降低，即水溶液的凝固點(diǎn)低于純水。

有了這一知識基礎(chǔ)就可以討論和解釋水及溶液的步冷曲線。第41頁，共63頁。

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)為時間第42頁，共63頁。273ABt/minT/KH2O的步冷曲線CD第43頁，共63頁。273ABt/minT/K

AB

H2O，液態(tài)，溫度不斷下降；

B

點(diǎn)開始結(jié)冰；第44頁，共63頁。

BC

冰與水共存，溫度不變，

273K冰點(diǎn)；273ABt/minT/KC

C

點(diǎn)

全部結(jié)冰；第45頁，共63頁。273ABt/minT/KC

CD

冰，溫度不斷下降。D第46頁，共63頁。t/minT/K273ABCD（1）A′B′C′D

′E′（2）（3）C

′′D′′E′′A′′B′′

曲線（1）————H2O的步冷曲線

曲線（2）————水溶液的步冷曲線

曲線（3）————水溶液的步冷曲線第47頁，共63頁。t/minT/K273ABCDA′B′C′D

′E′C

′′D′′E′′A′′B′′（2）

（2）A′B′段是溶液，溫度不斷下降；第48頁，共63頁。

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

t/minT/K273ABCDA′B′C′D

′E′C

′′D′′E′′A′′B′′（2）第49頁，共63頁。

故B′C′段上，盡管冰與溶液共存，但溫度并不恒定。t/minT/K273ABCDA′B′C′D

′E′C

′′D′′E′′A′′B′′（2）第50頁，共63頁。

C′點(diǎn)始，溶質(zhì)和冰一同析出，且二者具有固定比例

——t/minT/K273ABCDA′B′C′D

′E′C

′′D′′E′′A′′B′′（2）與此時溶液中二者的比例相同。第51頁，共63頁。

于是析出冰和溶質(zhì)時，溶液的組成不再改變，冰點(diǎn)也不再改變。t/minT/K273ABCDA′B′C′D

′E′C

′′D′′E′′A′′B′′（2）

故

C′D′段呈現(xiàn)平臺。第52頁，共63頁。t/minT/K273ABCDA′B′C′D

′E′C

′′D′′E′′A′′B′′（2）（3）D′E′段固體繼續(xù)降溫。

D′點(diǎn)，以固定比例析出固體的過程結(jié)束。液體全部耗盡。第53頁，共63頁。

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。t/minT/K273ABCDA′B′C′D

′E′C

′′D′′E′′A′′B′′（2）（3）第54頁，共63頁。t/minT/K273ABCDA′B′C′D

′E′C

′′D′′E′′A′′B′′（2）（3）

這個結(jié)論可以從B

的溫度比

B′的溫度低得出?！洹涞?5頁，共63頁。t/minT/K273ABCDA′B′C′D

′