Qual è lo scopo di un bastoncino bollente quando si riscalda una miscela di reazione?

Bollire patatine e bastoncini bollenti sono soluzioni pratiche ai problemi che i chimici devono affrontare in laboratorio.

Quando i liquidi bollono spesso osservano che lebollizione non avviene in modo uniforme. Invece di un riscaldamento delicato che produce un leggero gorgoglio scopriamo che per un po non accade nulla fino a il, improvvisamente, si verifica una grande quantità di bolle e questo fa sì che il liquido schizzi sopraffacendo la capacità della nave e gettando il liquido in luoghi che non vogliamo che sia (durante le distillazioni, ad esempio, lo spruzzo può gettare del liquido verso la parte superiore della colonna di distillazione, contaminando il prodotto con liquido grezzo; durante le reazioni il prodotto può essere completamente espulso dal recipiente, il che è raramente quello che si desidera).

La bollitura di patatine o bastoncini assicura che lebollizione avvenga in modo uniforme, tenendo le cose sotto controllo.

Il problema risolvono è che, in un vaso liscio, spesso non ci sono molte zone ruvide per iniziare le bolle. Le bolle sono molto più facili da avviare se cè una piccola macchia ruvida sulla parete del vaso. Patatine o bastoncini forniscono una zona così ruvida. In assenza di una zona ruvida alcuni liquidi si surriscaldano e possono vaporizzare spontaneamente ma improvvisamente e violentemente. La ruvidità assicura che le bolle inizino a formarsi in modo uniforme e in molti punti evitando il surriscaldamento e rendendo la vaporizzazione molto più uniforme.

Lidea che le cose non succedano in questo modo come “Se il liquido è al di sopra del punto di ebollizione, perché non si è trasformato in un gas allora? ” è un errore applicare le idee di equilibrio termodinamico a una situazione che chiaramente non è in equilibrio. Se stai riscaldando qualcosa, chiaramente non è in equilibrio e devi preoccuparti degli effetti pratici e non della visione termodinamica ideale. In pratica, la vaporizzazione è incoraggiata dai siti di nucleazione (pezze ruvide sul vetro, per esempio). Se non ce ne sono abbastanza, potrebbe non accadere in modo uniforme.

Il punto di ebollizione di una sostanza è definito come la temperatura alla quale la tensione di vapore di un liquido o di una soluzione è uguale alla pressione atmosferica; non significa che il gas abbia iniziato a precipitare dalla soluzione. La chiave qui è concentrarsi sul fatto che lebollizione è il gas che precipita dalla soluzione più o meno allo stesso modo in cui un solido precipita da una soluzione sovrasatura. Hai visto le dimostrazioni di precipitazione in cui una soluzione sovrasatura ha un cristallo del soluto introdotto e il precipitato inizia immediatamente a crescere in soluzione? Il chip bollente ha uno scopo simile al soluto che viene introdotto in una soluzione sovrasatura.

Affinché la precipitazione abbia inizio, è necessaria una quantità sufficiente di materiale precipitante per superare la viscosità del solvente e unirsi insieme nella propria unità. I trucioli bollenti forniscono una superficie irregolare sulla quale i gas possono formare bolle e fuoriuscire dalla soluzione; la vetreria da laboratorio è tipicamente troppo liscia.

Per quanto riguarda il bumping, si può pensare al liquido surriscaldato come una soluzione sovrasatura in cui qualsiasi disturbo può fornire il sito di nucleazione. Una volta che il liquido viene disturbato, si ottengono precipitazioni proprio come nelle demo di acetato di sodio, tranne per il fatto che questa precipitazione è un gas che occupa un volume molto maggiore di un solido o liquido e schizza dappertutto.