为什么碎瓷片能防暴沸?
碎瓷片中有很多小孔,其中有空气,当水沸腾时,产生气泡,但气泡的产生需要克服气泡的表面张力,既需要额外的能量,尤其是有机液体加热时如果不加碎瓷片,液体会过热,即温度超过沸点,时还不沸腾。此时液体获得了足够的沸腾所需的能量,然后突然沸腾喷溅,就是暴沸。
不用碎瓷片也行,用一个细的玻璃管,只要有气泡,就可以绕过那个能量高峰,在气泡的基础之上再变大,能量小多了
放碎瓷片或玻璃球(珠)均可,为的是在实验室条件下无法控制升温速度,情况下可能引起的剧烈沸腾,为试验带来安全风险,故放入碎瓷片或玻璃球(珠)能减轻可能暴沸现象。
控制暴沸的原理也就是碎瓷片或玻璃球(珠)的比重要远大于反应液体的比重,故液体剧烈沸腾时能减少或避免液体因暴沸的飞溅现象。
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。
中学化学实验中,加热时为了防止暴沸,可在圆底烧瓶底部放置几片碎瓷片或者几块沸石.
乙醇和乙酸制取乙酸乙酯试验中为了防止催化剂/脱水剂浓硫酸暴沸溅出发生危险,必须放入碎瓷片或者沸石.
由于沸石或者碎瓷片的多孔性硅酸盐性质,小孔中存有一定量的空气,常被用于防暴沸.在加热时,小孔内的空气逸出,起到了气化核的作用,小气泡很容易在其边角上形成.
因为液体沸腾时候有气化中心,加入少量碎瓷片(相当于沸石)即是形成一个气化中心,那样液体不会向上窜腾,如果没有,液体很可能直接上去,达不到冷凝蒸馏分离效果了,再就是比较危险。
蒸馏烧瓶是一种用于液体蒸馏或分馏物质的玻璃容器。常与冷凝管、接液管、接液器配套使用。也可装配气体发生器。
蒸馏烧瓶
蒸馏烧瓶使用注意
1.加热时要垫石棉网,也可以用其他热浴加热。加热时,液体量不超过容积的2/3,不少于容积的1/3。
2.配置附件(如温度计等)时,应选用合适的橡胶塞,特别注意检查气密性是否良好。
3.蒸馏时最好事先在瓶底加入少量沸石(或碎瓷片),以防暴沸。
4.加热时应放在石棉网上,使之均匀受热。
5.蒸馏完毕必须先关闭活塞后再停止加热,防止倒吸。
6.蒸馏时温度计水银球的位置应与蒸馏烧瓶支管口的下沿平齐。
圆底烧瓶为底部呈球状的透明玻璃烧瓶。它是一种化学实验中常用的加热与反应容器,用途广泛。可以进行加热,一般要垫上石棉网,与铁架台等夹持仪器配合使用。
圆底烧瓶
使用注意事项
加热时烧瓶应放置在石棉网上,不能用火焰直接加热。
实验完毕后,若有导管等,一律先撤去导管,防止倒流,再撤去热源,静止冷却后,再行废液处理,进行洗涤。
所盛溶液不超过烧瓶体积的1/2(怕太多溶液在沸腾时容易溅出或是瓶内压力太大而爆炸)。
蒸馏烧瓶与圆底烧瓶在外形上的主要区别:
蒸馏烧瓶由于需要用于分馏液体,因此在瓶颈处有一略向下伸出的细玻璃管,可用于引流。另由蒸馏烧瓶加热需要堵住瓶口时,必有另一管伸出。
而圆底烧瓶则无此装置,瓶颈即为普通直管。