我們在物質三態變化中提到汽化有兩種

一種是緩慢的蒸發

發生在液體的表面

另一種是則是快速的沸騰

我們常看到

當水煮沸的時候

液體內部會產生氣泡

並由下往上竄出

液體的蒸氣壓大小與沸點高低有著密切關係

當液體蒸氣壓等於液面上方的大氣壓力時

此時液體內部會發生劇烈的汽化現象

汽化的粒子會從內部聚集成氣泡上升

這個現象稱為沸騰

而此時的溫度就稱為沸點

所以當液體的飽和蒸氣壓=外界壓力時的溫度

就稱為該液體在特定壓力下的沸點

舉例來說

當大氣壓力為1大氣壓時

乙醚 乙醇及水的正常沸點依序為34.6℃ 78.4℃及100℃

同學們

想想看

為什麼液體的飽和蒸氣壓會跟沸點有關

讓我們以水為例

說明水在沸騰前後到底發生什麼事情

我們加熱一壺水時

水壺底部會先受熱

原先附著在壺底或壺壁的空氣

以及溶在水中的空氣就漸漸形成一些小氣泡

周圍的水會向氣泡內蒸發

因此每個小氣泡裡都含有空氣和飽和水蒸氣

如果持續加熱

溫度逐漸升高

氣泡內的水蒸氣增多

內部壓力增加

就會使得氣泡體積發生膨脹而變大

此時氣泡所受的浮力增加

因此會脫離壺底或器壁而浮起

氣泡浮起到接近上層時

由於上層水溫較低

氣泡內部的水蒸氣又凝結成水

使得內部壓力下降

氣泡也就縮小甚至消失

也就是說

當氣泡內的蒸汽壓比水面上的氣體壓力小

氣泡到了水面就會縮小消失

當溫度愈來愈高

壺底水溫和水面溫度趨向一致

上浮的氣泡便不再縮小

當氣泡內的飽和蒸氣壓等於水面上的大氣壓力時

水面上的大氣無法將水中氣泡壓縮

於是氣泡會浮到水面而破裂開來

原來氣泡內的水蒸氣也會衝出液面

形成沸騰現象

此時的溫度就是沸點

以水為例

在溫度固定的密閉容器內

當水的蒸發速率等於水蒸氣凝結速率時

此時液面上的蒸氣壓即為水的飽和蒸汽壓

若在水中加入了非揮發性溶質後

水的蒸發受到溶質的阻礙

使得蒸發速率變慢

造成飽和蒸氣壓下降

由於非揮發性溶質會降低溶液的蒸氣壓

所以需要較高的溫度

才能使其飽和蒸氣壓與大氣壓力一樣

因此會導致溶液的沸點上升

而且當非揮發性溶質粒子數越多

越會阻礙溶劑的蒸發

沸點上升量也就越大

也就是沸點上升量的大小與溶質粒子數成正比關係

這種現象取決於溶液中的粒子總濃度

而與非揮發性溶質的種類為何無關

由於溶質可分成電解質和非電解質

當溶質為電解質時

因為會發生解離

使得溶液中的粒子數目比預期來的多

因此電解質對這些溶液性質的影響程度

會比非電解質來的大

下列關於非揮發性溶質所構成的溶液之性質

何者錯誤

溶液的蒸氣壓都比純溶劑的蒸氣壓低

溶液的蒸氣壓與溫度有關

溶液濃度愈大

蒸氣壓愈低

溶液的蒸氣壓下降量和該溶液中溶質的莫耳分率成正比

答案 D

溶質可分成電解質和非電解質

當溶質為電解質時

溶液中的粒子數會跟溶質的莫耳數不同

因此溶液中粒子的莫耳分率和溶質的莫耳分率不同

因此和蒸氣壓下降量不是正比關係

沸點為液體飽和蒸汽壓=大氣壓力時的溫度

蒸氣壓與液體的沸點有密切關係

液體的蒸氣壓等於液面上方的大氣壓力時

液體內部會發生激烈的汽化現象

汽化的粒子聚集成氣泡上升

稱為沸騰

此時的溫度稱為沸點

2. 非揮發性溶質會降低溶液的蒸氣壓而使沸點提高

溶質會阻礙溶劑汽化

降低其飽和蒸氣壓

進而使溶液沸點提高

3. 沸點上升量的大小及粒子數成正比關係

溶液諸多性質會受到溶液中的粒子數目影響

包括蒸氣壓下降量以及沸點上升度數

加入非揮發性溶質後

溶液的蒸氣壓下降

沸點會上升

加入的粒子數越多

其沸點上升的越多

舉例來說

水的沸點是攝氏100度

而鹽水的沸點比攝氏100度略高一些

兩公升水中加上50克鹽的溶液

沸點只會上升攝氏0.5度左右

請大家想一想要怎麼樣才可以利用溶液沸點上升

這項性質來測量非揮發性溶質的分子量

歡迎在下方留言告訴我們你的答案哦

下次見囉

bye bye