制取蒸馏水为什么放瓷片
防止暴沸。制蒸馏水水温要达到100度,此时水沸腾,易溅出,加瓷片可防止暴沸。蒸馏水是指经过蒸馏、冷凝操作的水,蒸二次的叫重蒸水,三次的叫三蒸水。低耗氧量的水,加入高锰酸钾与酸工业蒸馏水是采用蒸馏水方法取得。
拓展:
蒸馏是一种热力学的分离工艺,它利用混合液体或液-固体系中各组分沸点不同,使低沸点组分蒸发,再冷凝以分离整个组分的单元操作过程,是蒸发和冷凝两种单元操作的联合。与其它的分离手段,如萃取、过滤结晶等相比,它的优点在于不需使用系统组分以外的其它溶剂,从而保证不会引入新的杂质。水经过一次蒸馏,不挥发的组分(盐类)残留在容器中被除去,挥发的组分(氨、二氧化碳、有机物)进入蒸馏水的初始馏分中,通常只收集馏分的中间部分,约占60%。
自然界中的水都不纯净,通常含有钙、镁、铁等多种盐,还含有机物、微生物、溶解的气体(如二氧化碳)和悬浮物等。用蒸馏方法可以除去其中的不挥发组成。用蒸馏法,并配合以下一些措施,可以获取质量较高的蒸馏水。
①排去初始馏分(约占原水的20%),因为挥发组分主要集中在初始馏分中。
②排去残留部分(约占原水的20%),因为很多不挥发组分集中在残留水中。
③添加某些物质以利于蒸馏。例如,添加NaOH,使水中的CO2变成难挥发组分,添加KMnO4可氧化水中的有机物。
目的是防止“暴沸”。
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。
作用大概有两点:一、沸石质量比水大,但水在沸腾是可以“将水壶盖顶起”,这是一种形式,做功的形式,热能转化为动能。而沸石可以增加水的平均密度,那么在沸腾的时候就不是那样疯狂的“剧烈”了。
二、在做沸腾实验时,放一些沸石,可以让沸石引导形成一个,注意一个平稳的沸腾处,有利于蒸汽的平稳放出,从而让温度计测得平稳的温度!
如果“凝结核”没有了,或者很少,那么,水只有表面一层可以蒸发,这样的液体温度可能超过了沸点,是极不稳定的,如果过热液体的外部环境温度突然急剧下降或侵入气泡,则会形成剧烈的沸腾,并伴有爆裂声,这种现象叫暴沸.暴沸的结果是使液体的温度回到沸点.暴沸有时是危险的,应当增加液体中的气泡.
而加入了碎瓷片,此片中有小孔隙,里面存有气体,水蒸发时,他们可以充当凝结核。
这是从别人那里看得 很有道理
1.先看爆沸是怎样产生的。
液体沸腾是物质从液相变为气相。就是说要产生新的相。在生产新的相前,液体的能量会升高,当这能量积聚到足够高的时候,液体就沸腾产生气相,当新的相产生后,后面的液体汽化就不需要前面未产生气相气相时的高能量了,但此时液体是处于高能量状态,所以就有大量的液体瞬间汽化。这就是我们看到的爆沸现象了。
2.碎瓷片为什么能防止爆沸呢?
因为在加热前就放入碎瓷片时,由于瓷片中有气孔,已经有了气相,所以液体沸腾时没有新的相产生,沸腾需要的能量就低,只要有少量液体的能量达到此能量就沸腾成气相,这样就没有大量液体同时达到沸腾的能量,就没有大量液体瞬间同时沸腾了。也就没有爆沸现象产生了。
大试管、带单孔塞的导管、
铁架台
、
酒精灯
、大
烧杯
、饱和
石灰水
、
红墨水
、
碎瓷片
。1、将饱和石灰水稀释2倍,注入试管a中(约加到试管的1/3处,再加几滴红墨水和少量碎瓷片,按图装置好。加热蒸馏,在试管b中得到无色液体即蒸馏水。
2、另取两个试管,一个加入少量稀释的石灰水,一个加入b试管中的蒸馏水,分别向两试管中通入二氧化碳,一个变浑浊,一个不变化。〔备注〕1.b试管中得到的蒸馏水是无色的,遇二氧化碳不变浑浊,证明用蒸馏方法除去了原来水中杂质
氢氧化钙
和红色染料。2.加入碎瓷片可防止液体
暴沸
而冲进导管。导管要适当长些兼作
冷凝管
用。a试管中液体不能太多,以防沸腾时沿导管流入接收器中。当液体沸腾后,酒精灯火焰要稍远离试管,使液体保持沸腾状态即可,如加热过猛液体会沿导管冲出。3.此实验装置只能说明蒸馏的原理,并验证用蒸馏方法可以除去液体中的杂质,而不能用于大量制取蒸馏水。4、蒸馏方法最易除去的是
蒸气压
极低的无机和
有机盐
类。分为两种情况,一种是液体里含有不挥发性杂质,通过蒸馏把混在液体里的杂质去掉,如制蒸馏水,这种蒸馏是比较简单的,另一种情况是把可以
互溶
且都具有挥发性的两种或几种液体组成的溶液,用蒸馏方法分离就比较复杂了,必须经过反复蒸馏和冷凝(称为
精馏
或
分馏
),才能将溶液分离成纯组分。
制取蒸馏水之二
蒸馏是分离和提纯液态混合物常用的方法之一。应用这一方法,可以把沸点不同的物质从混合物中分离出来,还可以把混在液体里的杂质去掉。水中所含杂质主要是一些无机盐,一般是不挥发的。把水加热到沸腾时,大量生成水蒸气,然后将水蒸气冷凝可得到蒸馏水。铁架台、酒精灯、蒸馏
烧瓶
、冷凝管、
锥形瓶
、温度计、自来水、碎瓷片1、将
蒸馏烧瓶
,冷凝管仪器装配好。2、在蒸馏烧瓶里加入普通水(自来水)至烧瓶容积的一半左右,再加入一些碎瓷片,然后用插有温度计(150℃)的
橡皮塞
塞紧。(注意
温度计水银
球在蒸馏烧瓶支管的位置),给蒸馏烧瓶加热。3、当水温达到约100℃时,水沸腾,水蒸气经过冷凝管冷凝后,收集在锥形瓶中,这就是蒸馏水。
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