化学实验中 加热液体时为什么要放碎瓷片?
液体加热到沸点时如果没有汽化中心就会超过沸点,此时如果稳态被打破,液体会剧烈沸腾`失去控制,发生危险,叫做暴沸
碎瓷片因为表面多孔,其中的气体可作为汽化中心使液体平稳沸腾
化学实验中蒸馏的时候,要往杯中加入碎石片和瓷片。
化学实验在蒸馏过程中,如果不能形成气泡核,很容易形成过热液体,从而导致爆沸,物料冲出,从而导致实验失败。想蒸馏装置中加入一些碎石片和瓷片,因为碎石片和瓷片中多孔,在受热的情况下,可以一直产生小气泡,成为气泡核,从而避免爆沸发生。碎石片和瓷片起沸石的作用。
在液体中加入碎瓷片的原理与加入杂质相同,主要是通过孔隙凝聚水蒸汽,使成为气泡浮出,防止爆沸。
液体受热沸腾时,要经历气相从无到有、由小到大的过程,而新相的生成是非常困难的,因为新相半径越小,能量就越高。所以液体加热时,如果不进行搅拌以促使气相生成大气泡,就很可能过热而形成过热液体,超过沸点仍然不沸腾。继续加热,就可能出现大量液体突然变成气相的爆沸现象,出现危险。
加入素烧瓷片,是因为瓷片上的小孔内有大量空气,可以为气相生成提供小的核心,绕开小气泡的困难阶段,促使沸腾平稳进行。这也说明了为什么素烧瓷片只能使用一次以及为什么不能用釉面瓷片。
对过热液体继续加热,会骤然而剧烈地发生沸腾现象,这种现象称为“暴沸”,或叫作“崩沸”。过热是亚稳状态。
由于过热液体内部的涨落现象,某些地方具有足够高的能量的分子,可以彼此推开而形成极小的气泡。当过热的液体温度远高于沸点时,小气泡内的饱和蒸气压就比外界的压强高,于是气泡迅速增长而膨胀,以至由于破裂引起工业容器的爆炸。
液体之所以发生过热的原因是液体里缺乏形成气泡的核心。为了清除在蒸馏过程中的过热现象和保证沸腾的平稳状态,常加沸石(瓷碎片),或一端封口的毛细管,因为它们都能防止加热时的暴沸现象,把它们称做止暴剂又叫助沸剂;
值得注意的是,不能在液体沸腾时,加入止暴剂,不能用已使用过的止暴剂。简单说就是因为加热时烧杯中的液体会向上冲,从而造成了一个个冒出来的“喷泉”,剧烈时甚至会溅出伤人,而沸石(瓷碎片)能够有效的阻止液体的向上冲,使加热时液体能够保持平稳。
即超过沸点仍没有气化的液体,防止形成过热液体,使得液体可以更容易气化利用碎瓷片上附有的大量微气泡,类似于在过饱和溶液中加入同种晶体可以使其结晶
如有疑问,请追问。
加入小瓷片后,溶液可以一直处于沸腾状态,没有气溶胶溶解在溶液中,就不会出现爆沸的情况,而且小瓷片基本不参与化学反应,很好用~
除了碎瓷片,还可以用沸石,另外,别的多孔结构的东西也可以,比如活性炭颗粒(只是教科书中没有)。
放一个铁片进去不好,但这个铁片如果不停的转动就可以了。
你用一个搅拌也可以。通常的电磁搅拌,放一个磁子进去就行了。
在液体中加入碎瓷片的原理与加入杂质相同,主要是通过孔隙凝聚水蒸汽,使成为气泡浮出,防止爆沸。
气泡在不同的棱角处形成,就避免了气泡集中在一处产生,在一处产生会形成大气泡,
加热液体时有了大气泡的形成就产生了暴沸的现象
所以在加热液体时,加入碎瓷片分散了气泡的形成部位而可以防止暴沸