碎瓷片防暴沸的原理
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。
碎瓷片一种多孔的物质,会产生气泡中心,使溶剂沸腾产生的气体顺利脱离夜面,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,防止形成过热液体,防止爆沸。
加入小瓷片后,溶液可以一直处于沸腾状态,没有气溶胶溶解在溶液中,就不会出现爆沸的情况,而且小瓷片基本不参与化学反应,很好用~
根据Young-Laplace方程,气泡的半径越小,它的表面能就越高,附加压力越大。所以如果沸腾时体系极度干净,没有半径较大的灰尘、颗粒作为核心,气泡直接在壁上难以形成较大的气泡,优先形成小气泡。此时它的表面能极高,附加压力使得小气泡内部的压力高于大气压。液体的蒸气压只有等于小气泡中的压力后,才会沸腾。因此此时液体还不会沸腾,还会升温。一旦沸腾开始后,温度才会恢复到沸点。在恢复到沸点的过程中,液体温度高于沸点,沸腾会极其剧烈,发生暴沸现象。
沸石内部是多孔结构,当升温时,沸石内部的空气就会逸出。当温度到沸点时,这些气泡已经大到一般尺度,不用考虑它的附加压力,正常沸腾。从而消除了过热暴沸现象。
你在实验中可以观察到,加入沸石的体系在沸腾时,气泡基本是从沸石表面冒出来的。
沸石和碎瓷片都是为了防爆沸,沸石(素烧瓷片)微孔中的气体受热膨胀后呈细小气泡逸出,可以成为受热时的气化中心,使液体平稳沸腾,防止暴沸,而普通的石头不能起到这个效果