此示例问题演示如何使用水中的盐溶液计算冰点降低。

关键要点：计算冰点下降

• 凝固点降低是溶液的一种性质，溶质会降低溶剂的正常凝固点。
• 冰点降低仅取决于溶质浓度，而不是其质量或化学特性。
• 冰点降低的一个常见例子是盐降低水的冰点，以防止道路上的冰在低温下结冰。
• 该计算使用了一个称为Blagden定律的方程，它结合了拉乌尔定律和克劳修斯-克拉佩龙方程。

冰点降低的快速回顾

凝固点降低是物质的依数性质之一，这意味着它受粒子数量的影响，而不是粒子的化学特性或它们的质量。当溶质添加到溶剂中时，其凝固点会从纯溶剂的原始值降低。溶质是液体、气体还是固体并不重要。例如，当向水中添加盐或酒精时，会发生冰点降低。事实上，溶剂也可以是任何相。凝固点降低也发生在固体混合物中。

使用拉乌尔定律和克劳修斯-克拉佩龙方程计算冰点下降，并写出一个称为布拉格登定律的方程。在理想溶液中，冰点降低仅取决于溶质浓度。

冰点下降问题

将31.65 g氯化钠添加到温度为34°C的220.0 mL水中。这将如何影响水的冰点？假设氯化钠在水中完全解离。给定：35°C下的水密度=0.994 g/mLKf水=1.86°C kg/mol

解决方案

为了找出溶质引起的溶剂温度变化升高，使用冰点降低方程：ΔT=IKfm，其中ΔT=温度变化，单位为°Ci=van’T Hoff系数Kf=摩尔冰点降低常数或冰点降低常数，单位为°C kg/molm=溶质摩尔浓度/kg溶剂。

步骤1：计算氯化钠的摩尔浓度

NaCl的摩尔浓度（m）=周期表中NaCl的摩尔数/kg水，求元素的原子质量：原子质量Na=22.99原子质量Cl=35.45摩尔氯化钠=31.65克x1摩尔/（22.99+35.45）摩尔氯化钠=31.65克x1摩尔/58.44克氯化钠=0.542摩尔千克水=密度x体积克水=0.994克/毫升x220毫升x1千克/1000克水=0.219千克氯化钠=0.542摩尔/0.219千克水2.477 mol/kg

步骤2：确定范特霍夫系数

范特霍夫系数i是一个常数，与溶剂中溶质的离解量有关。对于在水中不解离的物质，如糖，i=1。对于完全解离成两个离子的溶质，i=2。对于本例，NaCl完全解离成两个离子，Na+和Cl-。因此，对于本例，i=2。

步骤3：找到δt

ΔT=iKfmΔT=2 x 1.86°C kg/mol x 2.477 mol/kgΔT=9.21°C罐：向220.0 mL水中添加31.65 g NaCl将使冰点降低9.21°C。

凝固点下降计算的局限性

计算冰点下降具有实际应用，例如制作冰淇淋、药品和道路除冰。然而，这些方程式仅在某些情况下有效。

• 溶质的含量必须比溶剂低得多。凝固点降低计算适用于稀溶液。
• 溶质必须是非挥发性的。原因是当液体和固体溶剂的蒸汽压处于平衡状态时，会出现凝固点。

来源

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