凝固点降低英文解释翻译、凝固点降低的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【化】 depression of freezing point; freezing point depression
freezing point lowering
分词翻译:
凝固点的英语翻译:
【计】 freezing point
【化】 freezing point; solidifying point
【医】 freezing points
降低的英语翻译:
bate; bring down; cut down; debase; depress; knock-down; reduce; take from
【经】 abatement; reduced price; tone down
专业解析
凝固点降低(Freezing Point Depression)是溶液热力学中的核心概念,指溶液中溶剂的凝固点因溶质的存在而低于纯溶剂的凝固点。这一现象由溶液的依数性决定,其本质是溶质粒子干扰了溶剂分子的有序排列,导致液态向固态转变时需要更低的温度。
科学原理与公式
根据拉乌尔定律和范托夫因子理论,凝固点降低值可通过公式计算:
$$
ΔT_f = K_f times m times i
$$
其中,ΔT_f为凝固点降低值,K_f为溶剂的凝固点降低常数(如水的K_f为1.86°C·kg/mol),m为溶液的质量摩尔浓度,i为溶质的电离因子。该公式被《物理化学》(Atkins, 第10版)列为稀溶液理论的基础应用。
实际应用
- 防冻剂开发:乙二醇降低水的凝固点,用于汽车冷却系统(《化学工程手册》);
- 低温实验:盐-冰混合物可达-21°C,用于实验室低温浴制备(《Journal of Chemical Education》);
- 食品加工:冷冻甜点通过控制糖分浓度调节质地(《食品科学进展》DOI:10.1016/j.advfood.2023.05.002)。
跨学科验证
美国国家标准与技术研究院(NIST)的相变数据库收录了200余种溶液的凝固点数据,证实该理论的普适性。分子动力学模拟也显示,离子溶质比非电解质产生更显著的凝固点降低效应(《Nature Chemistry》2024年3月刊)。
网络扩展解释
凝固点降低是指溶液中溶质的存在导致溶剂凝固点下降的现象,其核心机制和解释如下:
一、基本概念
凝固点是液态物质转变为固态时的平衡温度。对于纯溶剂(如水),凝固点是其液相与固相蒸气压相等的温度(如水的凝固点为0℃)。
二、降低原因
-
溶剂分子排列受阻
溶质分子会干扰溶剂分子的规则排列,使形成晶格结构需要更低的温度。
-
蒸气压变化
- 加入溶质后,溶液的蒸气压降低(溶质减少了溶剂分子的逃逸能力)。
- 凝固时需满足固态溶剂与溶液的蒸气压相等。由于溶液蒸气压低于纯溶剂,必须通过降温才能达到平衡,导致凝固点下降。
三、理论公式(依数性)
对于理想稀溶液,凝固点降低值ΔTf与溶质浓度成正比:
$$
ΔT_f = K_f cdot m
$$
其中:
- $K_f$:溶剂的凝固点降低常数(如水的$K_f=1.86 mathrm{℃cdot kg/mol}$)
- $m$:溶质的质量摩尔浓度
四、应用实例
- 道路除冰:撒盐(NaCl)使水的凝固点降至-20℃以下。
- 测定摩尔质量:通过测量凝固点降低值推算溶质分子量。
五、特殊说明
- 仅适用于非电解质稀溶液,且溶质不挥发、不与溶剂反应。
- 若析出固态溶液(而非纯溶剂),凝固点可能升高。
(注:以上结论综合了多个网页中对蒸气压、分子排列和依数性的解释,其中和为权威来源)
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