沸點升高常數英文解釋翻譯、沸點升高常數的近義詞、反義詞、例句
英語翻譯:
【化】 ebullioscopic constant
相關詞條:
1.boilingconstant 2.boilingpointelevationconstant
分詞翻譯:
點的英語翻譯:
a little; dot; drop; feature; particle; point; spot
【計】 distributing point; dot; PT
【醫】 point; puncta; punctum; spot
【經】 point; pt
升高的英語翻譯:
hoist; lift; rise
【經】 scale-up
常數的英語翻譯:
constant; invariable
【計】 C
【化】 constant
【醫】 constant
【經】 constant
專業解析
沸點升高常數(Boiling Point Elevation Constant),在物理化學領域指溶劑的一種特性常數,通常用符號 ( K_b ) 表示。其定義為:當1 摩爾非揮發性溶質 溶解于1 千克溶劑 中時,所引起的該溶劑沸點升高的度數。其單位為°C·kg/mol 或K·kg/mol。
核心概念解析
-
定義與物理意義:
- 沸點升高常數 ( K_b ) 是溶劑本身的屬性,與溶質的種類無關(僅適用于非揮發性、非電解質溶質)。
- 它定量描述了溶液的沸點升高現象((Delta T_b))與溶液質量摩爾濃度((m))之間的比例關系,即(Delta T_b = K_b cdot m)。該公式表明,沸點升高的程度 (Delta T_b) 等于沸點升高常數 ( K_b ) 乘以溶質的質量摩爾濃度 (m)。
- 它反映了溶劑分子間作用力的強度。( K_b ) 值越大,意味着相同濃度的溶液引起的沸點升高越顯著,通常表明該溶劑自身的分子間作用力較強。
-
數值示例:
- 水 (H₂O) 是最常見的溶劑,其沸點升高常數 ( K_b ) 為0.512 °C·kg/mol。這意味着,将 1 摩爾的非揮發性溶質(如蔗糖)溶解在 1 千克水中,理論上會使水的沸點升高 0.512 °C。
- 乙醇 (C₂H₅OH) 的沸點升高常數 ( K_b ) 約為1.19-1.22 °C·kg/mol(不同來源略有差異),顯著高于水。
理論依據與應用
沸點升高現象及其常數源于溶液的依數性。當非揮發性溶質加入溶劑後:
- 溶質粒子占據了部分溶劑表面,降低了溶劑分子從液相逸出到氣相的速率(蒸汽壓下降)。
- 要使溶液的蒸汽壓重新等于外界大氣壓(達到沸點),就需要更高的溫度,從而導緻沸點升高。
- 沸點升高常數 ( Kb ) 可以通過溶劑的摩爾汽化焓 (Delta{vap}H_m)、氣體常數 (R) 和溶劑的沸點 (T_b) 從理論上計算得出:
$$
K_b = frac{R Tb M}{Delta{vap}H_m}
$$
其中 (M) 是溶劑的摩爾質量(kg/mol)。此公式揭示了 ( K_b ) 與溶劑本質屬性的關聯。
實際應用
- 測定溶質分子量:通過測量已知質量溶質引起的沸點升高值 (Delta T_b),利用公式 ( m = frac{Delta T_b}{K_b} ) 求出溶液的質量摩爾濃度 (m),進而可計算溶質的摩爾質量(分子量)。
- 化學工程與工藝:在設計涉及溶液蒸餾、濃縮或分離的工藝時,需要考慮沸點升高對操作溫度的影響。
- 實驗室操作:使用沸點升高法進行分子量測定或驗證溶質的非揮發性。
參考來源
- 《物理化學》教材:如 Atkins, P. W., & de Paula, J. 所著的經典教材對依數性及沸點升高常數有詳細的理論推導和解釋。
- CRC Handbook of Chemistry and Physics:提供各種溶劑的精确沸點升高常數 ((K_b)) 及其他物理化學常數數據。
- Khan Academy - Boiling point elevation and freezing point depression:提供直觀的物理解釋和計算示例。
網絡擴展解釋
沸點升高常數(Kb)是描述稀溶液沸點升高現象的核心參數,其含義和特性如下:
一、定義與公式
沸點升高常數表示每摩爾溶質溶解在1千克溶劑中時,溶液沸點升高的溫度值。其數學表達式為:
$$
Delta T_b = K_b cdot m_B
$$
其中:
- $Delta T_b$為沸點升高值(單位:K或℃)
- $m_B$為溶質的質量摩爾濃度(單位:mol/kg)
- $K_b$為沸點升高常數(單位:K·kg/mol)
二、關鍵特性
- 溶劑依賴性:Kb僅與溶劑種類有關,與溶質性質無關。例如:
- 水的Kb=0.512 K·kg/mol
- 苯的Kb=2.53 K·kg/mol
- 適用條件:適用于難揮發非電解質的稀溶液,且溶質不電離、不締合。
三、物理意義
當溶液中加入溶質時,溶劑的蒸氣壓下降,導緻溶液需要達到更高溫度才能使蒸氣壓等于外界壓力(即沸點升高)。Kb量化了這種升高的比例關系。
四、應用領域
常用于測定溶質的摩爾質量。通過測量沸點升高值$Delta T_b$,可反推出溶質濃度,進而計算摩爾質量:
$$
M_B = frac{Kb cdot m{text{溶質}}}{Delta Tb cdot m{text{溶劑}}}
$$
附:常見溶劑的Kb值
溶劑 |
Kb(K·kg/mol) |
水 |
0.512 |
乙醇 |
1.22 |
苯 |
2.53 |
乙醚 |
2.02 |
(數據綜合自)
分類
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