为什么溶质可降低溶剂凝固点,升高溶剂沸点

如题所述

晚上好,未必一定都是正确——很多溶质恰恰正好相反,加入后反而提高冰点并降低沸点的。溶质可以降低冰点的基础条件是溶剂本身具备高于其溶剂的冰点和沸点,比如乙二醇作为溶质溶解在乙酸甲酯中,乙二醇比乙酸甲酯的沸点高很多,所以可以提高它的沸点及冰点。如果溶质是二氯甲烷,由于二氯甲烷的沸点和冰点都低于乙酸甲酯,加入后不但可以增速整体溶剂挥发速率,还会降低冰点及降低溶剂沸点(超过质量比50%后更加明显)。这个问题要单独分别看待「溶质」和「溶剂」具体是哪种物理性质的化学品而定,两者谁比谁大皆有可能,请参考。

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第1个回答  2018-11-07
以水做溶剂为例,如果溶质是亲水的,则可以提高水的表面张力,使水不宜脱离表面,提高水的沸点
第2个回答  2020-03-12
这个是
稀溶液

依数性
:稀溶液与纯溶剂相比某些物理性质会有所变化如
蒸气压
下降(纯溶液的蒸汽压是随着温度的上升而增加的,稀溶液也是如此,但其蒸汽压总是低于纯溶液的)、凝固点降低、沸点升升高和
渗透压

  稀溶液中溶剂的蒸气压下降、凝固点降低、沸点升高和渗透压的数值,只与溶液中溶质的量有关,与溶质的本性无关,故称这些性质为稀溶液的依数性。
  raoult定理:在
非电解质
非挥发性的稀溶液中,溶液蒸汽压得相对降低值是正比于溶液的浓度的。
  溶液的沸点升高和凝固点下降
  沸点是指液体(纯液体或溶液)的蒸气压与外界压力相等时的温度。如果未指明外界压力,可认为外界压力为101.325
kPa。对于难挥发溶质的溶液,由于蒸气压下降,要使溶液蒸气压达到外界压力,就得使其温度超过纯溶剂的沸点,所以这类溶液的沸点总是比纯溶剂的沸点高(示意图),这种现象称为溶液的沸点升高,溶液浓度越大,沸点升高越多。
  凝固点是物质的液相和固相建立平衡的温度。达到凝固点时,液、固两相的蒸气压必定相等,否则两相不能共存。因此凝固点实质是物质固、液、气三相共存时的温度。纯水的凝固点为273.16
K(0.009
9℃),这时水和冰的蒸气压均为610.6
Pa(4.58
mm
Hg)。溶液凝固点是指从溶液中开始析出溶剂晶体时的温度。这时体系是由溶液(液相)溶剂固相和溶剂气相所组成。对于水溶液,溶剂固相即纯冰。由于溶液蒸气压下降,当273.16
K时,冰的蒸气压仍为610.6
Pa,而溶液蒸气压必然低于610.6
Pa,这样,溶液和冰就不能共存,只有在273.15
K以下的某个温度时,溶液蒸气压才能和冰的蒸气压相等,这时的温度才是溶液的凝固点,所以溶液的凝固点总是比纯溶剂的低(示意图),这种现象称为凝固点下降。溶液浓度越大,蒸气压下降越多,凝固点下降也越多。在同一溶液中,随着溶剂不断结晶析出,溶液浓度将不断增大,凝固点也将不断下降。
  从上面讨论可以得出,溶液沸点升高和凝固点下降都是由于溶液蒸气压下降引起的。对于难挥发非电解质的稀溶液,既然蒸气压下降Dp和溶液的
质量摩尔浓度
mB成正比,这类溶液的沸点升高和凝固点下降也应和质量摩尔浓度有联系。Raoult根据依数性指出:对于难挥发非电解质的稀溶液,沸点升高DTb或凝固点下降DTf都和溶液质量摩尔浓度成正比,即:
  DTb=Tb-Tb°=KbmB
  DTf=Tf°-Tf=KfmB
  式中:Tb和Tf分别为溶液的沸点和凝固点;Tb°和Tf°分别为纯溶剂的沸点和凝固点;Kb和Kf分别为溶剂的沸点升高常数和凝固点下降常数,Kb和Kf由溶剂的本性决定而与溶质的种类无关。
  溶液沸点升高和凝固点下降有许多重要的应用。例如钢铁工件进行氧化热处理就是应用沸点升高原理。用每升含550~650
g
NaOH和100~150
g
NaNO2的处理液,其沸点高达410~420
K。利用凝固点下降原理,将食盐和冰(或雪)混合,可以使温度降低到251
K。氯化钙与冰(或雪)混合,可以使温度降低到218
K。体系温度降低的原因是:当食盐或氯化钙与冰(或雪)接触时,在食盐或氯化钙的表面形成极浓的盐溶液,而这些浓盐溶液的蒸气压比冰(或雪)的蒸气压低得多,冰(或雪)则以升华或熔化的形式进入盐溶液。进行上述过程都要吸收大量的热,从而使体系的温度降低。利用这一原理,可以自制冷冻剂。冬天在室外施工,建筑工人在砂浆中加入食盐或氯化钙;汽车驾驶员在散热水箱中加入乙二醇等等,也是利用这一原理,防止砂浆和散热水箱结冰。
第3个回答  2020-04-29
溶液蒸汽压降低是建立在raoult定律之上的假设,而假如以henry定律来看就不是这样了。不过一般来说,溶液蒸汽压相比纯溶剂低,是由于分子间作用力造成的,溶剂分子之间还存在着溶质分子,使得单位气液相接触面积中,溶剂分子的数量更少,蒸汽压也更低了(气液相平衡时)。
而沸点、凝固点的变化,再包括渗透压的变化,从历史上也是和raoult等人有关的,这属于溶液的依数性。尽管用的不是南京版的物理化学,我姑且从百度百科上copy一段直观的认识:
之所以会出现溶液的沸点高于纯溶剂沸点的现象,是因为在溶剂加入少量难挥发的非电
解质后,所形成的溶液由于蒸气压下降,其蒸气压低于外界大气压,故溶液达到纯溶剂
的沸点时,仍不能沸腾。于是要使溶液沸腾,必须继续升高温度,使得溶液的蒸气压达
到外界压力,其温度已经超过纯溶剂的沸点,所以这类溶液的沸点总是比纯溶剂的沸点
高。
(source: baike.baidu.com)同样,凝固点降低如下:
溶剂分子的作用力受到溶质分子的影响,作用力更小了。导致凝结需要更低的温度实现。
愉快学物化。
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