
【化】 freezing point depression; freezing point lowering
冰點降低(Freezing Point Depression)是物理化學中的重要概念,指溶液中溶質的存在導緻溶劑冰點下降的現象。這一現象的本質是溶質粒子幹擾了溶劑分子形成晶體結構的能力,需在更低溫度下才能達到固液相平衡。根據拉烏爾定律和依數性原理,冰點降低值與溶液濃度成正比,其數學表達式為:
$$
Delta T_f = K_f cdot m cdot i
$$
其中,$Delta T_f$為冰點降低值,$K_f$為溶劑的摩爾冰點降低常數(如水為1.86°C·kg/mol),$m$為溶質的質量摩爾濃度,$i$為範托夫因子(與溶質解離程度相關)。
該現象在工業與生活中應用廣泛,例如:
冰點降低的定量研究可追溯至19世紀弗朗索瓦·拉烏爾(François Raoult)的溶液實驗,其成果被收錄于《物理化學基礎》。現代教材如《阿特金斯物理化學》進一步系統闡述了該理論在熱力學第二定律框架下的微觀解釋。
(參考文獻來源:1. 劍橋大學化學系公開課;2. 美國化學會《工業與工程化學研究》期刊;3. 牛津大學出版社經典教材庫)
冰點降低(也稱凝固點降低)是指溶液因溶質的存在導緻其凝固點低于純溶劑的現象。以下從多個角度進行解釋:
基本概念
純水的冰點在标準大氣壓下為0℃,但當水中溶解其他物質(如鹽、乙二醇)時,凝固點會下降。例如海水因含鹽,冰點可降至-1.332℃。
科學原理
溶質分子會幹擾水分子形成有序晶體結構,需更低的溫度才能克服分子間作用力完成凝固。這一現象與溶液的濃度呈正相關,濃度越高,冰點降低越顯著。
溶質性質
溶質的種類和濃度直接影響冰點降低幅度。例如乙二醇含量達68%時,冰點可降至-68℃。但部分物質(如高濃度乙二醇)可能因分子間作用力變化導緻冰點回升。
環境條件
壓力增加也會促進冰點降低。
生活場景
科學研究
通過測量冰點降低值推算溶質濃度或分子量,常用于化學分析。
如需更專業的公式推導或實驗方法,建議參考物理化學教材或權威期刊文獻。
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