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
纯净的液体缺少汽化核心,加热超过沸点仍不沸腾的热滞后现象——加一点杂质后(本质是带入了微小气泡),沸腾滞后被打破,产生沸腾.液体中的气泡在沸腾过程中起着汽化核的作用,当液体中缺少气泡时,即使温度达到并超过了沸点,也不会沸腾,形成了过热液体.过热液体是不稳定的,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.
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.
铝硅酸盐是指硅酸盐中的SiO4四面体的一部分由AlO4四面体取代组成,如正长石KAlSi3O8,具有筛分分子、吸附、离子交换和催化作用,所以碎瓷片有催化作用与其含有硅铝酸盐有关。是硅铝酸盐有催化作用才使碎瓷片有催化作用。
碎瓷片的主要成分为硅、铝、钠、钾的氧化物,其中的关键是氧化铝起到催化作用,另外石蜡油分解的时候需要很高的温度,理论上的热量虽然够了,但是热传递的效率并不足,热量会有所散失,因此就用碎瓷片帮助充分的加热。
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,而碎瓷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.
参考资料:中国化学大百科全书
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
碎瓷片防暴沸的原理是什么的回答如下:
1、答案:暴沸是由于气体过度饱和的液体,在短时间内,只形成少数气化中心,大量气体同时溢出形成的。碎瓷片中众多微孔内的气体受热膨胀溢出,在临界沸腾的液体中,形成许许多多的气化中心,使气体均匀沸腾,所以碎瓷片可以防暴沸。
2、相关内容:当液体中缺少气泡或杂质时,即使温度达到并超过了沸点,也不会沸腾,形成了过热液体。过热液体是不稳定的,如果过热液体的外部环境温度突然急剧下降或侵入气泡或杂质,则会形成剧烈的沸腾,并伴有爆裂声,这种现象叫暴沸,碎瓷片可以防爆沸。
3、处理方法:乙醇制乙烯实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。在进行水的蒸馏的实验中,由于蒸馏瓶的玻璃表面十分光滑,缺少汽化核,因此容易暴沸,在实验时需要在蒸馏瓶中加入沸石或者碎瓷片,防止暴沸,这些都是常用的方法。
关于给液体加热还有以下知识:
液体加热注意事项:
试管:①液体不超过试管容积的1/3
②试管与桌面成45°角加热
③试管要预热
烧杯:①液体占烧杯容积的1/3~2/3
②加热时垫石棉网
烧瓶:①液体占烧瓶容积的1/3~2/3
②加热前外壁要擦干
③加热时垫石棉网
蒸发皿:①液体不超过容积的2/3
②加热时要不断搅拌
③当蒸发皿析出较多固体时应减小火焰或停止加热,利用余热把剩余固体蒸干,以防止晶体外溅
还有一种: 热浴
直接加热造成被加热一起受热不均匀或温度难以控制时,可采用间接加热。间接加热包括水浴、油浴和沙浴加热。
(1)水浴的作用:①易于控制温度②被加热仪器受热均匀。
(2)中学化学中常用水浴加热的实验有:①KNO3溶解度的测定(温度计插入溶液中)②银镜反应(不用温度计)③酯的水解(温度计插入水浴中)④硝基苯的制取(温度计插入水浴中)⑤酚醛树脂的制备⑥蔗糖的水解实验(沸水浴)⑦纤维素的水解实验(沸水浴)