在蒸馏实验中为什么在烧杯中加入碎瓷片可以防暴沸?
先说成因: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.为避免容器的暴沸,可在容器中放含有空气的无釉陶块等.
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
碎瓷片中有很多小孔,其中有空气,当水沸腾时,产生气泡,但气泡的产生需要克服气泡的表面张力,既需要额外的能量,尤其是有机液体加热时如果不加碎瓷片,液体会过热,即温度超过沸点,时还不沸腾。此时液体获得了足够的沸腾所需的能量,然后突然沸腾喷溅,就是暴沸。
其实,液体沸腾过程中会产生气泡,在光滑的圆底烧瓶中,缺少液体气化中心,会在液面下产生较大压力,达到一定程度就会以大气泡的形式冒出来,这与我们生活经验一致.所以需要加入粗糙并且内部存有空气的碎瓷片充当气化中心,让液体沸腾时产生小气泡,沸腾变得温和,否则大气泡可能冲出密闭仪器,造成事故.
需要注意的是,用过的碎瓷片是不能再用的,因为其内部的空气在加热时放出,冷却时又吸入液体,这样的此片是不能作为气化中心的.
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。
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