Was sind die Blasen in kochendem Wasser?

Blasen bilden sich, wenn Sie Wasser kochen. Haben Sie sich jemals gefragt, was in ihnen steckt? Bilden sich Blasen in anderen kochenden Flüssigkeiten? Hier ist ein Blick auf die chemische Zusammensetzung der Blasen, ob sich kochende Wasserblasen von denen unterscheiden, die in anderen Flüssigkeiten gebildet werden, und wie man Wasser kocht, ohne überhaupt Blasen zu bilden.

Schnelle Fakten: Kochendes Wasser sprudelt

• Anfangs sind die Blasen in kochendem Wasser Luftblasen.
• Zum Kochen gebrachte Wasserblasen bestehen aus Wasserdampf.
• Wenn Sie Wasser aufkochen, bilden sich möglicherweise keine Blasen. Dies kann zu explosivem Kochen führen!
• Blasen bilden sich auch in anderen Flüssigkeiten. Die ersten Blasen bestehen aus Luft, gefolgt von der Dampfphase des Lösungsmittels.

Innerhalb der kochenden Wasser-Luftblasen

Wenn Sie zum ersten Mal anfangen, Wasser zu kochen, sind die Blasen, die Sie sehen, im Grunde genommen Luftblasen. Technisch gesehen sind dies Blasen, die aus den gelösten Gasen gebildet werden, die aus der Lösung austreten. Wenn sich das Wasser in einer anderen Atmosphäre befindet, würden die Blasen aus diesen Gasen bestehen. Unter normalen Bedingungen bestehen die ersten Blasen hauptsächlich aus Stickstoff mit Sauerstoff und etwas Argon und Kohlendioxid.

Wenn Sie das Wasser weiter erhitzen, gewinnen die Moleküle genug Energie, um von der flüssigen Phase in die gasförmige Phase überzugehen. Diese Blasen sind Wasserdampf. Wenn Sie Wasser bei einem "Rolling Boil" sehen, sind die Blasen vollständig Wasserdampf. An Keimbildungsstellen, die oft winzige Luftblasen sind, bilden sich Wasserdampfblasen. Wenn das Wasser zu kochen beginnt, bestehen die Blasen aus einem Gemisch aus Luft und Wasserdampf.

Sowohl Luftblasen als auch Wasserdampfblasen dehnen sich beim Aufsteigen aus, weil weniger Druck auf sie ausgeübt wird. Sie können diesen Effekt deutlicher erkennen, wenn Sie Blasen unter Wasser in ein Schwimmbecken blasen. Die Blasen sind viel größer, wenn sie die Oberfläche erreichen. Die Wasserdampfblasen beginnen mit zunehmender Temperatur größer zu werden, da mehr Flüssigkeit in Gas umgewandelt wird. Es sieht fast so aus, als ob die Blasen von der Wärmequelle kommen.

Während Luftblasen aufsteigen und sich ausdehnen, schrumpfen manchmal Dampfblasen und verschwinden, wenn das Wasser vom Gaszustand zurück in flüssige Form übergeht. Die beiden Stellen, an denen Sie sehen können, wie die Blasen schrumpfen, befinden sich am Boden einer Pfanne, kurz bevor das Wasser kocht, und an der Oberseite. An der Oberseite kann eine Blase entweder brechen und den Dampf in die Luft abgeben, oder, wenn die Temperatur niedrig genug ist, kann die Blase schrumpfen. Die Temperatur an der Oberfläche von kochendem Wasser kann aufgrund der Energie, die von Wassermolekülen beim Phasenwechsel absorbiert wird, kühler sein als die niedrigere Flüssigkeit.

Wenn Sie das abgekochte Wasser abkühlen lassen und es sofort wieder aufkochen lassen, sehen Sie keine gelösten Luftblasen, da das Wasser keine Zeit hatte, Gas aufzulösen. Dies kann ein Sicherheitsrisiko darstellen, da die Luftblasen die Wasseroberfläche so stark zerstören, dass sie nicht explosionsartig kochen (Überhitzung). Sie können dies mit Mikrowellenwasser beobachten. Wenn Sie das Wasser lange genug kochen, damit die Gase entweichen können, lassen Sie es abkühlen und kochen Sie es dann sofort wieder. Die Oberflächenspannung des Wassers kann verhindern, dass die Flüssigkeit kocht, obwohl ihre Temperatur hoch genug ist. Dann kann das Anstoßen des Behälters zu plötzlichem, heftigem Kochen führen!

Ein häufiges Missverständnis besteht darin, dass Blasen aus Wasserstoff und Sauerstoff bestehen. Wenn Wasser kocht, ändert es die Phase, aber die chemischen Bindungen zwischen den Wasserstoff- und Sauerstoffatomen brechen nicht. Der einzige Sauerstoff in einigen Blasen stammt aus gelöster Luft. Es gibt kein Wasserstoffgas.

Zusammensetzung der Blasen in anderen kochenden Flüssigkeiten

Wenn Sie außer Wasser noch andere Flüssigkeiten kochen, tritt der gleiche Effekt auf. Die anfänglichen Blasen bestehen aus gelösten Gasen. Wenn sich die Temperatur dem Siedepunkt der Flüssigkeit nähert, bilden die Blasen die Dampfphase der Substanz.

Kochen ohne Blasen

Während Sie Wasser ohne Luftblasen kochen können, indem Sie es einfach neu kochen, können Sie den Siedepunkt nicht erreichen, ohne Dampfblasen zu bekommen. Dies gilt auch für andere Flüssigkeiten, einschließlich geschmolzener Metalle. Wissenschaftler haben eine Methode zur Verhinderung der Blasenbildung entdeckt. Die Methode basiert auf dem Leidenfrost-Effekt, der durch das Einstreuen von Wassertropfen in eine heiße Pfanne sichtbar wird. Wenn die Oberfläche des Wassers mit einem stark hydrophoben (wasserabweisenden) Material beschichtet ist, bildet sich ein Dampfpolster, das das Sprudeln oder explosive Kochen verhindert. Die Technik findet in der Küche nur wenig Anwendung, kann jedoch auf andere Materialien angewendet werden, um den Oberflächenwiderstand zu verringern oder die Erwärmung und Abkühlung von Metallen zu steuern.