试管加热时加入碎瓷片为什么能防止暴沸?
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。
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!
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。
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