¿Cuál es el propósito de una varilla hirviendo al calentar una mezcla de reacción?

Hervir chips y palos para hervir son soluciones prácticas a los problemas que enfrentan los químicos en el laboratorio.

Cuando hierven líquidos, a menudo observan que la ebullición no ocurre de manera uniforme. En lugar de un calentamiento suave, produce un burbujeo suave encontramos que no pasa nada por un tiempo hasta que Si, de repente, ocurre una gran cantidad de burbujeo y esto hace que el líquido salpique sobrepasando la capacidad del recipiente y arrojando el líquido a lugares que no queremos que esté (durante las destilaciones, por ejemplo, el salpicón puede arrojar líquido a la parte superior de la columna de destilación, contaminando el producto con líquido crudo; durante las reacciones, el producto puede ser expulsado del recipiente por completo, lo cual rara vez es lo que desea).

Hervir chips o palos asegura que la ebullición ocurra de manera uniforme, manteniendo las cosas bajo control.

El problema lo que resuelven es que, en un recipiente liso, a menudo no hay muchos parches ásperos para iniciar las burbujas. Las burbujas son mucho más fáciles de iniciar si hay una pequeña mancha rugosa en la pared del vaso. Las virutas o los palitos proporcionan una mala racha. En ausencia de un parche áspero, algunos líquidos se sobrecalentarán y pueden vaporizarse espontáneamente pero de manera repentina y violenta. La rugosidad asegura que las burbujas comiencen a formarse de manera uniforme y en muchos lugares evitando el sobrecalentamiento y haciendo que la vaporización sea mucho más uniforme.

La idea de que las cosas no sucederán de esta manera como «Si el líquido está por encima del punto de ebullición, ¿por qué ¿No se ha convertido en gas entonces? Es un error aplicar las ideas de equilibrio termodinámico a una situación que claramente no está en equilibrio. Si está calentando algo, claramente no está en equilibrio y tiene que preocuparse por los efectos prácticos, no por la vista termodinámica ideal. En la práctica, la vaporización se ve favorecida por los sitios de nucleación (parches rugosos en el vidrio, por ejemplo). Si no hay suficientes, es posible que no suceda de manera uniforme.

El punto de ebullición de una sustancia se define como la temperatura a la que la presión de vapor de un líquido o solución es igual a la presión atmosférica; no significa que el gas haya comenzado a precipitarse de la solución. La clave aquí es centrarse en el hecho de que la ebullición es la precipitación de gas de la solución de la misma manera que un sólido precipita de una solución sobresaturada. ¿Ha visto las demostraciones de precipitación en las que una solución sobresaturada tiene un cristal del soluto introducido y el precipitado comienza a crecer inmediatamente en solución? El chip de ebullición tiene un propósito similar al del soluto que se introduce en una solución sobresaturada.

Para que la precipitación comience a ocurrir, se requiere suficiente material precipitante para superar la viscosidad del solvente y unirse juntos en su propia unidad. Las astillas hirviendo proporcionan una superficie irregular sobre la cual los gases pueden formar burbujas y escapar de la solución; la cristalería de laboratorio suele ser demasiado suave.

En cuanto a los golpes, puede pensar en el líquido sobrecalentado como una solución sobresaturada donde cualquier perturbación puede proporcionar el sitio de nucleación. Una vez que se agita el líquido, se obtiene precipitación como en las demostraciones de acetato de sodio, excepto que esta precipitación es un gas que ocupa un volumen mucho mayor que un sólido o líquido, y salpica por todos lados.