突沸するのを防ぐために沸騰石を入れますが?なぜ沸騰石を入れると突沸が防げるのでしょうか、中で動いてかき混ぜられるからですか。理由がわかる人は教えてください。また、沸騰石は素焼きの煉瓦を砕いたものなどを使いますが市販されている丸い小さな石は何ですか?

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A 回答 (3件)

液体を過熱して沸点に達すると、液体は気体(泡)になろうとしますね。


しかし、液体と気体の「界面」を作るために界面エネルギーが必要で、
これを賄えないと気体になれず、液体のままで過熱されてしまいます。
どこかで均衡が破れて気液界面ができたとき、過熱されていた液体が
一気に気体になるのが突沸です。

沸石は使用する液体に反応したり溶けたりしなければ材質は何でもよく、
多孔質であることが重要です。素焼きのかけらでも、モレキュラーシーブ
でも、赤熱したガラス管をこね回して作ってもOKです。その細孔には
元々空気が入っており、液体に沈めても容易に液が入っていきません。
つまり、はじめから気液界面ができていて、沸点まで加熱された液体は
スムーズに気化できるのです。蒸留の途中で冷やしてしまいますと、
細孔内は液体に置換され、沸石としての効果はなくなってしまいます。

あらっ、BENIGENさんご紹介のページのほうがわかりやすいですね。
気液界面の発生が「きっかけ」と説明されているのだと思います。
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この回答へのお礼

気液界面というのは難しい言葉ですね、きっかけということなのですね。
ありがとうございました。

お礼日時:2001/11/29 20:46

以下の参考URLサイトには関連質問の回答がありますが、参考になりますでしょうか?


この中でrei00さんの回答が参考になると思います。

さらに「教育」のカテゴリーで「沸騰」と入れて検索するといくつかHitしますので参考にして下さい。

ご参考まで。

参考URL:http://www.okweb.ne.jp/kotaeru.php3?q=163592
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こちらが参考になると思います。



小さな気泡を作ってやって、液体自体を動かしてやる役目をするのです。
ですので、素焼き様にの表面に細かな穴の空いたものが良いわけですね。

参考URL:http://www.geocities.com/yoshihitoshigihara/kikk …
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Q沸騰石はなぜ突沸を防ぐのですか?

化学の実験などで、溶液を沸騰させるときなどに、沸騰石を一緒にいれて加熱したりしますよね。あれは、突沸を防ぐためと習ったのですが、なぜあれを入れることによって、突沸を防ぐことができるのでしょうか?原理的なことが知りたいです。また、沸騰石は普通の石とどんなところが違うのでしょうか?よろしくお願いします。

Aベストアンサー

沸騰石には空気がいっぱい入っているからです。
不純物の少ない液体を沸騰させると、気化する「きっかけ」みたいなのが一気に訪れて突沸しますが、沸騰石を入れておくと、その中の空気が「きっかけ」になってくれて、少しずつ「きっかけ」を出してくれるようなイメージ。表現が間違ってるかもしれませんが。

で、普通の石とどう違うかということですが、「空気」です。
空気が入っていて、更に、その空気がが出ていける状況にあれば、沸騰石になることができます。市販の沸騰石でもいいし、レンガのかけらみたいなのでもいいし、学生実験では、沸騰石をガラスで作りました。ガラスをこねこねして、空気をいっぱい含ませて、棒状に伸ばした後適当な大きさに切ります。これでできあがり。

といことで、空気が大事です。
なので、いくらきちんとした沸騰石でも、一回使ってそのまま液中に浸しておいたものをもう一度使うことはできません。まあ、使っても大抵は大丈夫ですが、使ってはいけないことになっています。空気が液体と置き換わり、空気を出す能力がなくなっている可能性が大きいからです。

こんな回答でどうでしょう?

沸騰石には空気がいっぱい入っているからです。
不純物の少ない液体を沸騰させると、気化する「きっかけ」みたいなのが一気に訪れて突沸しますが、沸騰石を入れておくと、その中の空気が「きっかけ」になってくれて、少しずつ「きっかけ」を出してくれるようなイメージ。表現が間違ってるかもしれませんが。

で、普通の石とどう違うかということですが、「空気」です。
空気が入っていて、更に、その空気がが出ていける状況にあれば、沸騰石になることができます。市販の沸騰石でもいいし、レンガのかけらみ...続きを読む

Q沸騰の中でも突沸について詳しく書いてある本を探しています。

別の質問をしたときに、沸騰や突沸に関しては、

化学工学の教科書をお読み下さい。あなたの好きな数式の山です。

と教えていただきましたが、
田舎に住んでいるために、本屋さんで内容を確かめることが出来ません。
通販で購入しますので、

沸騰や突沸について、詳しく書いてある本の名前と著者名を教えてください。
英語の本でもかまいません。
購入してゆっくり読みますので、よろしくお願いします。

なお、”泡のエンジニアリング”という本は読み終わりました。
いまのところ、泡に関してはこの本しか持っていません。

よろしくお願いします。

Aベストアンサー

先刻ご承知だとは思いますが、水の沸騰とは要するに「熱伝達」の一形態です。
その辺の学術的な説明が書かれたような本を探してみてはいかがでしょうか。
一般には「伝熱工学」と呼ばれる分野でしょうか。「沸騰」だけを論じた本は、あまりないのではないと思います。
下記のamazonのサイトでは、「まえがき」「目次」が見えますので、内容を確認の上、ご希望に沿うようでしたら購入してみてはいかがでしょうか。

たとえば、下記の「伝熱工学」という本の目次が下記リンク先の「なか見!検索」で見られますが、「第14章 沸騰の熱伝達はどのように行われるか」という章があります。
http://www.amazon.co.jp/%E4%BC%9D%E7%86%B1%E5%B7%A5%E5%AD%A6-%E6%94%B9%E8%A8%82%E3%83%BB%E6%96%B0%E8%A3%85%E7%89%88-%E4%B8%80%E8%89%B2-%E5%B0%9A%E6%AC%A1/dp/4627610734/ref=sr_1_6?s=books&ie=UTF8&qid=1461546991&sr=1-6&keywords=%E6%A0%B8%E6%B2%B8%E9%A8%B0

下記「例題で分かる伝熱工学」だと「第4章 相変化熱伝達」の「4.2 沸騰熱伝達」
http://www.amazon.co.jp/%E4%BE%8B%E9%A1%8C%E3%81%A7%E3%82%8F%E3%81%8B%E3%82%8B%E4%BC%9D%E7%86%B1%E5%B7%A5%E5%AD%A6-%E7%86%B1%E3%81%AE%E7%A7%BB%E5%8B%95%E3%81%8C%E5%9B%B3%E3%81%A7%E3%81%BF%E3%81%88%E3%82%8B-%E5%B9%B3%E7%94%B0%E5%93%B2%E5%A4%AB/dp/4627672721/ref=sr_1_2?s=books&ie=UTF8&qid=1461546991&sr=1-2&keywords=%E6%A0%B8%E6%B2%B8%E9%A8%B0

下記「伝熱工学」の「第7章 相変化を伴う熱移動」の「7.2 沸騰を伴う熱伝達」「7.3 沸騰現象と祖の熱伝達率」
http://www.amazon.co.jp/%E4%BC%9D%E7%86%B1%E5%B7%A5%E5%AD%A6-%E7%AC%AC2%E7%89%88-%E7%94%B0%E5%9D%82-%E8%8B%B1%E7%B4%80/dp/4627605420/ref=sr_1_13?s=books&ie=UTF8&qid=1461546991&sr=1-13&keywords=%E6%A0%B8%E6%B2%B8%E9%A8%B0

下記「熱流体力学」の「第6章 沸騰と凝縮」
http://www.amazon.co.jp/%E7%86%B1%E6%B5%81%E4%BD%93%E5%8A%9B%E5%AD%A6%E2%80%95%E5%9F%BA%E7%A4%8E%E3%81%8B%E3%82%89%E6%95%B0%E5%80%A4%E3%82%B7%E3%83%9F%E3%83%A5%E3%83%AC%E3%83%BC%E3%82%B7%E3%83%A7%E3%83%B3%E3%81%BE%E3%81%A7-%E4%B8%AD%E5%B1%B1-%E9%A1%95/dp/4320081390/ref=sr_1_7?s=books&ie=UTF8&qid=1461546991&sr=1-7&keywords=%E6%A0%B8%E6%B2%B8%E9%A8%B0

先刻ご承知だとは思いますが、水の沸騰とは要するに「熱伝達」の一形態です。
その辺の学術的な説明が書かれたような本を探してみてはいかがでしょうか。
一般には「伝熱工学」と呼ばれる分野でしょうか。「沸騰」だけを論じた本は、あまりないのではないと思います。
下記のamazonのサイトでは、「まえがき」「目次」が見えますので、内容を確認の上、ご希望に沿うようでしたら購入してみてはいかがでしょうか。

たとえば、下記の「伝熱工学」という本の目次が下記リンク先の「なか見!検索」で見られますが、「...続きを読む

Q突沸を防ぐ原理

液体が沸点に達した直後も沸騰せず、そのときわずかな振動などで、液体が突沸すると理解しています。突沸を避けるのに沸騰石を入れるとよく言われますが、
その原理のようなものあるのでしょうか?教えてください。

Aベストアンサー

過去ログをぱらぱらと見てみましたが,まだどなたも正しい回答には辿り着いていないようです。答えを先に書くと「実質的に沸点未満での沸騰が可能になるから」というのが正解です。

さて,気化には二種類あるのをご存知でしょうか? 液体内部から直接気化する「沸騰」と,気液界面における「蒸発」ですね。前者は相転移現象と呼ばれ,後者は相平衡現象と呼ばれます。沸騰は,沸点に達して初めて起こる現象ですが,蒸発はいかなる温度でも起こります。洗濯物が室温で乾くことを考えればわかりますよね?

沸騰石は多孔質体であり,孔内に多くの空気をかみ込んでいます。つまり,比熱が低くくて熱しやすい空気と,気液界面とを合わせ持っていることになります。この結果,沸騰石が液体内に入っていると,液体内部からの直接的な「沸騰」ではなく,孔内における「蒸発」による気化が可能になります。

99℃に熱された水を想像してください。沸点未満ですので沸騰は起こっていませんね。しかし表面では蒸発が起こり,湯気が立ち上っているでしょう。この表面と同じように,沸騰石の孔内の気液界面でも盛んに蒸発が起こり,水蒸気が発生しています。発生した水蒸気は沸騰石から離れ,気泡となって表面に浮かんできます。つまり,実質的に沸騰と同じような現象が起こるわけです。

いち早く沸騰石から気体が発生し,それによって液体が攪拌されるため,過加熱といった現象が起こらなくなります。これが突沸を防げる理由です。

# 片方が封じられて空気をかみ込んだガラスのキャピラリーも,沸騰石の代わりになります。ようは「蒸発ができる場」を沈めこんであげれば良いだけなのですね。

過去ログをぱらぱらと見てみましたが,まだどなたも正しい回答には辿り着いていないようです。答えを先に書くと「実質的に沸点未満での沸騰が可能になるから」というのが正解です。

さて,気化には二種類あるのをご存知でしょうか? 液体内部から直接気化する「沸騰」と,気液界面における「蒸発」ですね。前者は相転移現象と呼ばれ,後者は相平衡現象と呼ばれます。沸騰は,沸点に達して初めて起こる現象ですが,蒸発はいかなる温度でも起こります。洗濯物が室温で乾くことを考えればわかりますよね?

沸...続きを読む

Qエバポレーターの突沸

エバポレーターを使用しているのですが、
たまに突沸をして困っています。
主に含水エタノールを飛ばしているのですが、
以前知人に聞いた所、水とエタノールが上手く混ざっておらず、
エタノールだけ先に勢いよく沸騰しているのではと言われました。
本当にそうなのでしょうか?

Aベストアンサー

・固体あるいはスターラーバーを可能なら除去する。
・減圧開始時は、回転しながら軽く減圧してしばらくそのままにする。これで、液体内の酸素等をまず引かせる。このときバス温度と液体温度が同じになるぐらいまで、かるい減圧で待つのも有効です。落ち着いたら、徐々に減圧度上げていく。特に水/アルコール混合系では沸点がことなるので、アルコールを先に飛ばすイメージで、ほどほどの減圧で。
・ロータリー回転もあまり遅いと突沸します。

Qエバポレーターの突沸を防ぐ方法について。

水とメタノールの混合溶媒をエバポレーターで減圧濃縮しているのですが、突沸(沸騰?)がすごいです。その際にエタノールを入れると穏やかになるらしいのですが、いまいち理由がよくわかりません。申し訳ないのですが、ご説明願います。お願い致します。

Aベストアンサー

余り自信はないのですが・・・

1)エタノールの方がメタノールよりも沸点が高く,沸騰が起こり難く蒸発によって濃縮される。

2)エタノールが水と共沸する事で,高沸点の水の蒸発が促進される。

が,理由の一部だった様に思います。


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