暴沸,或稱突沸,是指不稳定的过热液体突然劇烈沸騰的現象。在缺少气泡或杂质的条件下加热液体容易产生过热液体[1]。由于成核作用,过热液体接触到气泡或杂质時会发生剧烈沸腾,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一類的多孔物质[2]

原因

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暴沸通常发生於迅速地加热在光滑、干净的玻璃器皿中的液體或降低液體壓力的時候。沸騰往往需要一些氣泡或雜質作為開始汽化的核位點(nucleation site),在缺乏這樣的核的情況下,液體可能會被加熱到超過沸點,成為過熱液體。若一旦液體中出現了氣泡或雜質,液體就會以其為中心迅速沸騰,並形成一个大蒸汽泡,常以高速将液体推出器皿。这种沸腾液体的噴濺会对实验室中的人员造成严重危害。此外,反復地加熱和冷卻液体會增加发生暴沸的机会,因为每次加熱都会逐渐使液体中的小氣泡離開液體,从而减少剩余的核位点数量。

预防

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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,就需要一个新的沸石,因为旧沸石中的孔隙往往会被溶剂充滿而失去效果。

密封的毛细管也可以放置在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大气泡,且搅拌本身也会产生小气泡。

参考资料

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  1. ^ Proper Heating of Test Tubes. CR Scientific LLC. [30 October 2010]. (原始内容存档于2013-01-20). 
  2. ^ Moya-Barrios, Reinaldo. CHEM 2401 Lab Manual. Dalhousie University Chemistry Department. 2015.