2.3　溶液的沸点升高

2.3.1　纯液体的沸点

液体的蒸气压随温度升高而增加，当其蒸气压等于外界大气压时，液体就沸腾，这时的温度就是液体的沸点（boiling point）。液体的沸点与外压有关，液体的正常沸点（normal boiling point）是指外压为101.3kPa时的沸点，用T°_b表示。例如水的正常沸点是373.15K。没有专门指出压力条件的沸点通常都是指正常沸点，简称沸点，见表2-2。

液体的沸点随外压的增大而升高，这种性质常被应用于实际工作中，例如，采用减压蒸馏或减压浓缩的方法提取和精制物质，尤其适用于热稳定性差的物质。又如，医学上常见的高压灭菌法，即是在密闭的高压消毒器内加热，对热稳定性高的注射液和某些医疗器械、敷料进行消毒灭菌。

2.3.2　溶液的沸点升高

实验表明，溶液的沸点总是高于纯溶剂的沸点，这一现象称为溶液的沸点升高（boiling point elevation）。

溶液沸点升高的原因是溶液的蒸气压低于纯溶剂的蒸气压。在图2-3中，横坐标表示温度，纵坐标表示蒸气压。AA'表示纯溶剂的蒸气压曲线，BB'表示稀溶液的蒸气压曲线。从图2-3中可以看出，在任何温度下，溶液的蒸气压都低于纯溶剂的蒸气压，所以BB'处于AA'的下方。纯溶剂的蒸气压等于外压101.3kPa时，所对应的温度T°_b就是纯溶剂的正常沸点，此温度时溶液的蒸气压仍低于101.3kPa，只有升高温度达到T_b时，溶液的蒸气压才等于外压，溶液才会沸腾。T_b是溶液的正常沸点，溶液的沸点上升为ΔT_b，ΔT_b=T_b-T°_b。

图2-3　溶液的沸点升高和凝固点下降

可见，溶液的沸点升高是由溶液的蒸气压下降引起的，因此，根据拉乌尔定律，可以得到难挥发非电解质稀溶液沸点上升与溶液质量摩尔浓度之间的关系：

　　（2-11）

式中，K_b为溶剂的摩尔沸点升高常数，它只与溶剂的本性有关。式（2-11）的意义为：难挥发非电解质稀溶液的沸点升高与溶质的质量摩尔浓度成正比，与溶质的本性无关。表2-2列出了一些常见溶剂的沸点及摩尔沸点上升常数。

表2-2　常见溶剂的沸点及摩尔沸点升高常数与凝固点及摩尔凝固点降低常数

必须指出的是，纯溶剂的沸点是恒定的，但溶液的沸点却在不断变化。因为随着溶液的沸腾，溶剂不断蒸发，溶液浓度不断增大，沸点也不断升高，直到形成饱和溶液。此时，溶剂蒸发，溶质析出，溶液浓度不再改变，蒸气压保持不变，沸点恒定，称为恒沸溶液。通常，溶液的沸点是指溶液刚开始沸腾时的温度。

【例题2-5】　已知苯的沸点是353.2K，将2.67g某难挥发性物质溶于100g苯中，测得该溶液的沸点上升了0.531K，求该物质的摩尔质量。

解　ΔT_b=0.531K，K_b=2.53K·kg·mol^-1，m_B=2.67g，m_A=100g，则

因此可利用溶液沸点上升测定溶质的摩尔质量。