沸石之所以能够防止暴沸,源于其独特的多孔结构。沸石内部的空隙可以容纳气体,这些气体在受热时会逐渐释放,从而避免了突然的爆发。沸石具有一种类似于“架子”的结构,在其晶体内部,分子像搭建架子一样连接在一起,形成了许多空腔。这些空腔中还含有许多水分子,因此沸石本身是一种含水矿物。当这些水分在高温下被驱逐时,沸石会膨胀和发泡,就像沸腾一样。
暴沸是指过热液体在继续加热时突然剧烈沸腾的现象。过热液体处于亚稳状态,内部存在涨落现象,某些位置的分子具有足够的能量,可以推开其他分子形成气泡。当过热液体的温度远高于其沸点时,气泡内的饱和蒸气压会超过外界压强,导致气泡迅速增长并膨胀,最终由于破裂引发容器爆炸。液体发生过热的原因是缺乏形成气泡的核心。
为防止蒸馏过程中出现过热现象并保持沸腾的平稳,通常会在液体中加入沸石或一端封口的毛细管,因为这些物质能有效防止加热时的暴沸。它们被称为止暴剂或助沸剂。需要注意的是,不能在液体沸腾时加入止暴剂,也不能使用已用过的止暴剂。这是因为加热时,液体中的部分会因压力变化而向上喷发,形成类似喷泉的现象,严重时甚至可能溅出伤人。而沸石能够有效阻止液体向上冲,确保加热时液体的平稳。
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