化学实验中什么情况下要往杯中加入碎石片和瓷片?
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。
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。
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。
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。
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。
这个够通俗易懂了吧。即使我打字够慢··我还是希望对楼主有帮助。
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”
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
因为它们都能防止加热时的暴沸现象
把它们称做止暴剂