平时所说的物质的熔点(凝固点,下同),通常是指一个大气压时的情况;如果压强变化,熔点也要发生变化。熔点随压强的变化有两种不同的情况。对于大多数物质,熔化过程是体积变大的过程,当压强增大时,这些物质的熔点要升高;对于像水这样的物质,与大多数物质不同,冰熔化成水的过程体积要缩小 (金属铋、锑等也是如此) ,当压强增大时冰的熔点要降低。
如果液体中溶有少量其他物质,或称为杂质,即使数量很少,物质的熔点(凝固点,下同)也会有很大的变化。例如水中溶有盐,熔点(固液两相共存并平衡的温度)就会明显下降,海水就是溶有盐的水,海水冬天结冰的温度比河水低,就是这个原因。饱和食盐水的熔点可下降到约-22℃。
例题:为了分离酒精和水的混合物,张小同学依据已学过的知识,提出一种方案:依据水和酒精凝固点不同可将水和酒精分开.为此,他利用家中的电冰箱的冷冻室做了如下实验:他将配有不同比例的水和酒精的混合物放入冷冻室中,并用温度计监测混合液的温度,定时观察,他所测数据和观察到的现象如下表:
V酒精/mL | V水/mL | V酒精/V水 | 观察现象 |
12.5 | 12.5 | 1/2 | -8℃未发现凝固 |
12.5 | 30 | 1/4 | -8℃未发现凝固 |
12.5 | 75 | 1/6 | -8℃混合液开始凝固 |
12.5 | 370 | ≈1/30 | -6℃混合液开始凝固,酒精并未从水中分离出来 |
12.5 | 750 | ≈1/60 | -4℃混合液开始凝固,酒精并未从水中分离出来 |
(1)请你仔细看一看表中的数据和记录的现象,张小同学是否能将水和酒精从混合液中分开?
(2)在水中添加酒精对水的凝固点有何影响?
解析:
(1)从实验表格的最后一列可以看出,水和酒精刚开始没有凝固,而当体积比达到一定值时,混合液可以凝固,但是并没有将水和酒精分离开,所以用张小同学的方案不能将水和酒精从混合液中分开.
(2)通常情况下水的凝固点是0℃,从表格的最后一列不难看出,在水中添加酒精后,凝固点低于0℃,所以添加酒精后会导致水的凝固点降低.
故答案为:(1)不能;(2)水的凝固点会变低;
所以,溶有杂质是影响凝固点的重要因素。反过来讲,凝固点(熔点)有时也可以进行杂质分离。