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暴沸
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暴沸

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暴沸,或稱突沸,是指液体在缺少气泡或杂质的条件下加热,会产生不稳定的过热的液体。一旦过热液体接触到气泡或杂质,由于成核作用,会发生剧烈沸腾,严重情况下会导致高温液体飞溅甚至损坏容器。因此液体加热之前必须加入沸石等多孔物质。

原因

当液体被加热或压力迅速降低时会发生暴沸,通常是發生在光滑、干净的玻璃器皿中。小气泡的形成是最难的部分;一旦气泡形成,它就会迅速增长。因为此時液体溫度通常高于其沸点,所以当液体最终开始沸腾时,会形成一个大的蒸汽泡,常以高速将液体推出试管。这种沸腾液体的快速排出会对实验室中的人员造成严重危害。此外,如果液体被煮沸并冷却下来,则在随后的每次沸腾中发生暴沸的机会会增加,因为每个加热循环都会逐渐使液体脱气,从而减少剩余的成核位点的数量。

预防

防止暴沸的最常见方法是在反应容器中加入一到两个沸石或碎瓷片,沸石或碎瓷片上的的小孔隙会存在空气,随温度升高空气膨胀逸出,在液体中形成气泡使液体沸腾。然而,仅这些可能无法防止暴沸,因此建议在試管、平底燒瓶錐形瓶中加熱液体。此外,加热中的试管的試管口不应指向任何人,以防发生暴沸時對人員造成傷害。每当液体冷却至低于其沸点的溫度并重新加热至沸腾时,就需要一个新的沸腾石,因为旧沸腾石中的孔隙往往会充满溶剂,使其失效。

密封的毛细管也可以放置在沸腾溶液中以提供成核位置,从而降低暴沸风险并且其易于从系统中移除。

搅拌液体同樣也可以减少暴沸的机会,因为攪拌产生的涡流会破坏任何可能形成的任何大气泡,而搅拌本身又会产生小气泡。

参考资料


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