碎瓷片、沸石：沸騰中的“定海神針”

2025-03-04

在初中我們就已經(jīng)接觸過(guò)碎瓷片可以防暴沸的知識(shí)，可是，碎瓷片為什么能防暴沸呢？首先我們來(lái)了解一下暴沸從何而來(lái)。

暴沸從何而來(lái)？

當(dāng)液體被加熱時(shí)，內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生氣泡。這些氣泡需要依附在某種表面上才能形成，就像吹泡泡需要泡泡棒一樣。然而，光滑的鍋底缺乏這樣的“泡泡棒”，導(dǎo)致氣泡難以形成。隨著溫度升高，液體內(nèi)部積聚了大量能量，最終在某個(gè)瞬間，大量氣泡突然爆發(fā)，形成劇烈的沸騰，這就是“暴沸”。暴沸不僅會(huì)濺出滾燙的液體，造成燙傷，還可能損壞鍋具。

碎瓷片如何“鎮(zhèn)壓”暴沸？

碎瓷片表面粗糙，布滿細(xì)微的凹凸和裂縫，這些地方就成了氣泡形成的“溫床”。當(dāng)液體被加熱時(shí)，氣泡會(huì)優(yōu)先在碎瓷片表面形成并釋放，避免了能量在液體內(nèi)部積聚。這樣一來(lái)，液體就能平穩(wěn)地沸騰，不再“暴跳如雷”。

碎瓷片萬(wàn)能嗎？

既然碎瓷片可以防暴沸，那么只要是加熱液體我們就都可以用其來(lái)防暴沸嗎？答案是否定的。碎瓷片，包括沸石、玻璃沸石只適用于常壓蒸餾，對(duì)于常用于有機(jī)物分離提純的減壓蒸餾裝置，加入這些是無(wú)效的。為了保證減壓蒸餾時(shí)壓力穩(wěn)定，平穩(wěn)沸騰，常用方法是拉制1根細(xì)而柔軟的毛細(xì)管，伸入至距離蒸餾瓶底部1~2mm，毛細(xì)管上端連有一段帶螺旋夾的橡皮管。螺旋夾可以調(diào)節(jié)進(jìn)入空氣的量，使得極少量的空氣細(xì)流通過(guò)毛細(xì)管進(jìn)入瓶底。毛細(xì)管的防暴沸原理為：

1、提供成核點(diǎn)：毛細(xì)管的細(xì)小開口為液體內(nèi)部的蒸汽泡提供了成核點(diǎn)。在減壓條件下，液體內(nèi)部的蒸汽泡需要在這些成核點(diǎn)上形成，而不是隨機(jī)地在液體內(nèi)部形成。這樣可以控制蒸汽泡的產(chǎn)生速率，使其更加平穩(wěn)，從而避免劇烈的暴沸。

2、平穩(wěn)釋放蒸汽：毛細(xì)管允許蒸汽以可控的方式緩慢釋放，這有助于維持系統(tǒng)的壓力穩(wěn)定，并減少因壓力突然下降而導(dǎo)致的暴沸風(fēng)險(xiǎn)。

3、減少過(guò)熱：在減壓蒸餾過(guò)程中，液體可能會(huì)因?yàn)檫^(guò)熱而突然沸騰。毛細(xì)管通過(guò)提供穩(wěn)定的蒸汽釋放路徑，有助于減少液體的過(guò)熱現(xiàn)象，從而降低暴沸的可能性。