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碎瓷片或沸石为什么防止爆沸?

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。

解决方案: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,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。

沸石能防暴沸相信大家都知道了,但是碎瓷片也能防暴沸,可能就鲜为人知了。暴沸现象会使液体温度回到沸点,有时是危险的,所以应该增加液体中的气泡。垃圾可以循环再用,碎了的瓷片也同样有其一席用武之地。究其原因在于,碎瓷片是一种多孔物质,即多孔性硅酸盐,可作为沸石,能够产生气泡,使得熔剂沸腾时产生的气体足以快速通顺地脱离液面。沸石和碎瓷片具有相同的性质,原理一样。纯净的液体由于缺少气化核心,加热超过沸点但是仍不沸腾,这种现象就是沸腾滞后现象。这时候,只要加一点碎瓷片就能使沸腾滞后现象打破,产生沸腾。

所谓暴沸现象就是:由于液体气泡起着汽化核的作用,液体中的气泡不断减少,使得温度即时超过了沸点,也不会沸腾,形成了过热液体。这里要知道的一点是,过热液体是非常不稳定的。当过热液体侵入气泡或者温度突然急剧下降时,就会产生剧烈的沸腾,并且伴有爆裂声,这种现象就叫暴沸了。

碎瓷片由于含有很多的毛细孔,其中包括有气体。在加热沸腾时,气体因为受热逸出,从而产生更多的气泡,补充缺少的气泡,因此起到了防止暴沸的作用。


补充:

沸石的作用: 沸石的作用就是使气泡细化,沸石表面有很多微孔,表面能低,气泡会优先在沸石表面生成,然后迅速排出,另外起到一定的阻隔作用,小气泡不能聚集,就不会暴沸了。

暴沸是液体局部受热致使温度高于沸点而未出现沸腾(无汽化中心),当出现汽化中心立即汽化,局部产生很大的气泡,是液体体积极速增加,带动液体快速上升至液面破裂所产生的现象。

沸石的骨架构造比较空疏,比重约为2,其脱水后的空腔占一半;使用沸石,除了以上老师说的作用外,还有:其导热性好,不至于热量局部聚集;随水翻滚,起搅拌作用,是液体受热均匀;液体汽化在气泡中容易进行,气泡稍大即脱离,不易暴沸。

(责任编辑:化学自习室)
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