上初中时,学校条件较差,根本就没有物理化学实验的器材,都是老师讲实验,学生背实验,老师说什么就是什么。
记得在学习稀释浓硫酸时,老师就是这样的说的,好像也没有说明原因,只是打了一个比方,如果将水倒进浓硫酸中,就像将水滴入沸油中,会飞溅出来。
因为知道硫酸有强烈的腐蚀性,被溅到不是好玩的,所以,印象比较深。
后来,先弄懂了水滴入沸油的问题。
有两点很关键,一是水的密度比油大,水滴入油中就会下沉,二是水的沸点比油低,水滴入沸油中,温度很快升高,达到沸点,继续吸热,就会沸腾,体积急剧增大,迅速将周围的油推开,以致使油四下飞溅。
再后来,又进一步了解稀释浓硫酸的问题。
有意思的是,水的密度小于硫酸的密度,与滴入油中下沉相反,水滴入浓硫酸中后浮在硫酸上面。
同时,在浓硫酸溶解于水的过程中,会放出大量的热,这些热被水吸收后,使水的温度很快达到沸点而沸腾,体积急剧增大,将硫酸溅出。
如果将浓硫酸沿杯壁慢慢倒入水中就不同了,因为硫酸的密度大于水的密度,滴入的硫酸一边溶解一边下沉,虽然也释放出热量,但不会集中在一个地方,会在硫酸下沉过程中,释放到沿途的水中,水温上升不会太快,不至于出现水沸腾的现象,也就不会发生剧烈的体积变化,稀释过程比较平稳,不会有液体溅出。
不仅是硫酸,盐酸、硝酸等等也是一样,在配制溶液时,只能是将酸缓慢加入水中,而不能将水加入酸中,尤其是不能快速、大量地将水加入酸中。
这一点本人还是有发言权的,因为工作需要,病理科经常要用硝酸或者盐酸来配制组织脱钙液,程序就是先加水、再缓慢加入盐酸或者硝酸……基础物理、基础化学的知识本人基本上已经都还给大学老师了,但有两点还是记得的:一、水的密度要低于硫酸、盐酸、硝酸。
二、水与硫酸、盐酸、硝酸混合会产热。
那么,问题来了……水的密度比酸小,换言之,如果将二者混合,再没有充分融合之前,水在上、酸在下。
如果将水快速、大量加入酸中,产生的热量会使上层的水快速加热、从而飞溅出来,甚至还可能会发生“爆炸”。
如果是将酸缓慢加入水中,就不同了。
将酸缓慢、少量地加入水中,酸的密度比水大,加入后会沉入水中。
即便混合时产生热量,也会被上面较大量的水吸收。
加之混合时的不断搅拌,一般情况下是不会产生飞溅的,充其量也就是冒点泡罢了。
当然,这一切也是有前提的,那就是将酸缓慢、少量地加入水中。
如果您将酸快速、大量倒入水中,也是可能会发生飞溅、甚至“爆炸”的!所以,在配制酸溶液时,一般都是将酸缓慢、少量地加入水中,边加入还有边搅拌。
毕竟,正常使用的酸溶液都是酸少水多……例如病理科常用的组织脱钙液,浓度也就百分之十左右,根本不需要加入大量的酸。
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