Wat zijn de bubbels in kokend water?

Er ontstaan ​​bellen wanneer u water kookt. Heb je je ooit afgevraagd wat erin zit? Vormen zich bellen in andere kokende vloeistoffen? Hier is een blik op de chemische samenstelling van de bubbels, of kokend water bubbels verschillen van die gevormd in andere vloeistoffen, en hoe water te koken zonder enige bubbels te vormen.

Snelle feiten: kokend water bubbels

• Aanvankelijk zijn de bellen in kokend water luchtbellen.
• Bubbels in water die aan de kook worden gebracht, bestaan ​​uit waterdamp.
• Als u water opnieuw kookt, kunnen er zich geen bellen vormen. Dit kan leiden tot explosief koken!
• Er ontstaan ​​ook bellen in andere vloeistoffen. De eerste bellen bestaan ​​uit lucht, gevolgd door de dampfase van het oplosmiddel.

Binnen Kokend Water Bubbels

Wanneer je voor het eerst water kookt, zijn de bubbels die je ziet in wezen luchtbellen. Technisch gezien zijn dit bellen gevormd uit de opgeloste gassen die uit de oplossing komen, dus als het water zich in een andere atmosfeer bevindt, zouden de bellen uit die gassen bestaan. Onder normale omstandigheden zijn de eerste bellen meestal stikstof met zuurstof en een beetje argon en koolstofdioxide.

Terwijl je het water blijft verwarmen, krijgen de moleculen voldoende energie om over te schakelen van de vloeibare fase naar de gasfase. Deze bubbels zijn waterdamp. Wanneer je water ziet op een "rollende kook", zijn de bellen volledig waterdamp. Waterdampbellen beginnen zich te vormen op nucleatieplaatsen, die vaak kleine luchtbellen zijn, dus als water begint te koken, bestaan ​​de bellen uit een mengsel van lucht en waterdamp.

Zowel luchtbellen als waterdampbellen zetten uit naarmate ze stijgen omdat er minder druk op wordt uitgeoefend. Je kunt dit effect duidelijker zien als je onder water bellen in een zwembad blaast. De bellen zijn veel groter tegen de tijd dat ze het oppervlak bereiken. De waterdampbellen beginnen groter te worden naarmate de temperatuur hoger wordt omdat meer vloeistof wordt omgezet in gas. Het lijkt bijna alsof de bubbels uit de warmtebron komen.

Terwijl luchtbellen stijgen en uitzetten, krimpen en verdwijnen dampbellen soms wanneer het water van de gasstaat weer in vloeibare vorm verandert. De twee locaties waar u bellen kunt zien krimpen, bevinden zich aan de onderkant van een pan, net voordat het water kookt en aan de bovenkant. Aan de bovenkant kan een bel breken of de damp in de lucht laten ontsnappen, of, als de temperatuur laag genoeg is, kan de bel krimpen. De temperatuur aan het oppervlak van kokend water kan koeler zijn dan de lagere vloeistof vanwege de energie die wordt geabsorbeerd door watermoleculen wanneer deze van fase veranderen.

Als je het gekookte water laat afkoelen en het onmiddellijk opnieuw kookt, zie je geen opgeloste luchtbellen ontstaan ​​omdat het water geen tijd heeft gehad om gas op te lossen. Dit kan een veiligheidsrisico vormen omdat de luchtbellen het wateroppervlak voldoende verstoren om te voorkomen dat het explosief kookt (oververhitting). U kunt dit waarnemen met water in de magnetron. Als u het water lang genoeg kookt om de gassen te laten ontsnappen, het water laat afkoelen en het vervolgens onmiddellijk opnieuw kookt, kan de oppervlaktespanning van het water voorkomen dat de vloeistof kookt, hoewel de temperatuur hoog genoeg is. Dan kan het stoten van de container leiden tot plotseling, gewelddadig koken!

Een veel voorkomende misvatting die mensen hebben, is geloven dat bellen zijn gemaakt van waterstof en zuurstof. Wanneer water kookt, verandert het van fase, maar de chemische bindingen tussen de waterstof- en zuurstofatomen breken niet. De enige zuurstof in sommige bellen komt uit opgeloste lucht. Er is geen waterstofgas.

Samenstelling van bubbels in andere kokende vloeistoffen

Als u naast water andere vloeistoffen kookt, treedt hetzelfde effect op. De initiële bellen bestaan ​​uit eventueel opgeloste gassen. Naarmate de temperatuur dichter bij het kookpunt van de vloeistof komt, zullen de bellen de dampfase van de stof zijn.

Koken zonder bubbels

Hoewel je water zonder luchtbellen kunt koken door het eenvoudig opnieuw te koken, kun je het kookpunt niet bereiken zonder dampbellen te krijgen. Dit geldt voor andere vloeistoffen, waaronder gesmolten metalen. Wetenschappers hebben een methode ontdekt om bellenvorming te voorkomen. De methode is gebaseerd op het Leidenfrost-effect, wat te zien is door druppels water op een hete pan te strooien. Als het oppervlak van het water is bedekt met een zeer hydrofoob (waterafstotend) materiaal, vormt zich een dampkussen dat borrelen of explosief koken voorkomt. De techniek heeft niet veel toepassing in de keuken, maar het kan worden toegepast op andere materialen, waardoor de oppervlakteweerstand wordt verminderd of de verwarmings- en koelprocessen van metalen worden geregeld.