蒸馏时在烧瓶中放入几片碎瓷片目的是什么?
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。
放碎瓷片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,故放入碎瓷片能减轻可能暴沸现象.
控制暴沸的原理也就是碎瓷片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.
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.
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
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。
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.再说你说的现象。
你的热溶液实际上已经快要沸腾了。液体已经处于足够高的能量状态。但由于要汽化产生新的相该液体的能量还不够,所以没有看到沸腾。当你加入碎瓷片(不管冷的还是热的)由于瓷片是多孔的,这些孔中有气体,这就相当于给液体提供了新的相---气相了。这样液体沸腾就不需要高能量来产生新的相了。也就是产生新的相(气相)需要的能量就低了。而此时的液体的能量远远高于产生新相所需要的能量。所以大量的液体瞬间汽化,出现了爆沸现象。
3.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。
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,防止形成过热液体,防止爆沸.
答案来自网上
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
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