Kylskåp (kemi)

Kylskåp (kemi)  - en laboratorieanordning för kondensering av vätskeångor under destillation eller uppvärmning (kokning). Används för att destillera lösningsmedel från reaktionsmediet, för att separera blandningar av vätskor till komponenter ( fraktionerad destillation ) eller för att rena vätskor genom destillation.

Beroende på appliceringsmetoden särskiljs följande typer av kylskåp:

Typer av kylskåp

Omvända, eller stigande, kylskåp används när reaktionen utförs vid reaktionsblandningens kokpunkt, men utan destillation av vätskan; de säkerställer kondensering av ångor och flödet av kondensat tillbaka in i reaktorn längs kylarens väggar.

Dephlegmator - kylskåp för partiell kondensering av den lätta delen av ångan, reflux .

Den enklaste typen av laboratoriekylskåp är luftkylaren, som vanligtvis bara är ett glasrör som kyls av omgivande luft. Den används uteslutande i arbete med högkokande vätskor (helst med en kokpunkt på minst 300 ° C), som, när du arbetar med en vattenkylare, på grund av en stor temperaturskillnad, kan spricka kylskåpsglaset.

Typer av kylskåp:

Applikation

När man arbetar med vätskor av olika former - Liebig, boll, spole, etc.vattenkylare180 ° C användsmed en kokpunkt under dietyleter ). Fingerkylare används vanligtvis som returkylare eller för att kondensera ångor under sublimering .

luftkylare

Det tillhör de enklaste kylskåpen i design och är ett långt glasrör. Ett sådant kylskåp används endast när man arbetar med högkokande vätskor (kokpunkt över 150 ° C), eftersom kyleffekten av luft är liten. Kylskåp kan användas som direkt eller omvänt. Som ett omvänt kylskåp är denna typ av kylskåp ineffektivt: vätskans rörelse motsvarar huvudsakligen det laminära flödet och ämnet "matas ut" lätt. Ett sådant kylskåp kan användas som ett sjunkande kylskåp med en inte för hög destillationshastighet för ämnen med en kokpunkt på mer än 150 ° C.

Kulluftkylare

Används omvänt. Kulkylare är effektivare än konventionella (rak design) luftkylare på grund av den större värmeöverföringsytan. Sådana kylskåp har funnit tillämpning för semi-mikrosyntes, där mängden värme som avlägsnas är liten och luftkylning är ganska tillräcklig för kondensering av även lågkokande ämnen. (Om nödvändigt, i det här fallet, kan kylskåpet slås in med fuktigt filterpapper.)

Liebig kylskåp

Den används huvudsakligen som sänkare upp till cirka 160 °C. Rinnande vatten fungerar som kylmedel för ämnen med en kokpunkt på mindre än 120 ° C och  stillastående vatten i intervallet 120-160 ° C.

Liebig-kylskåpet består av två glasrör förseglade inuti varandra. Flytande ånga rör sig genom det inre röret, och ett kylmedel (kallt vatten) rör sig genom det yttre röret (skjortan).

Omvänt är ett sådant kylskåp ineffektivt, eftersom det har en liten kylyta och ett laminärt ångflöde; för detta ändamål används den endast för relativt högkokande (kokpunkt över 100°C) föreningar. Atmosfärisk fukt kondenserar på kylarens yttre yta, som kan komma in i kolven genom kapillärläckor i den tunna sektionen, så de tunna sektionerna på kylaren och kolven bör smörjas ordentligt. Det rekommenderas också att sätta på en manschett av torrt filterpapper på kylskåpet ovanför sektionen. Högre kokande vätskor vid korsning A kan orsaka inre spänningar, vilket gör att glaset spricker. Därför kan Liebig-kylskåp inte tillverkas av icke värmebeständigt glas.

bollkylare

Den används uteslutande som omvänd. Eftersom detta kylskåp har sfäriska expansioner blir ångflödet i det turbulent; kyleffekten hos ett sådant kylskåp är mycket högre än hos Liebig-kylskåpet. Men även luftfuktighet kondenserar på dess yttre yta och korsningen A är också farlig. Kylvätskan tillförs från botten till toppen. Det är bekvämt att föra in omröraraxeln genom en kulkylare för att införa olika ämnen i reaktorn, som tvättas väl in i kolven med kondensat och värms upp av den. Typiskt varierar antalet bollar i sådana kylskåp från 3 till 8. För att undvika översvämning, när kondensatet inte har tid att rinna tillbaka i kolven med kokande vätska, är den omvända kulkylaren installerad i ett lutande läge, men lutningen bör inte vara för stor så att kondensat inte ansamlas i kulorna. Ansamlingen av kondensat leder till en minskning av kylens effektiva kylyta.

spole kylskåp

Används aldrig som en revers, eftersom kondensat som inte rinner så bra ner i slingans veck kan kastas ut ur kylskåpet och orsaka en olycka. Den vertikalt monterade spolkylaren är den mest effektiva fallrörskylaren, speciellt för lågkokande material.

Kylskåp Städeler

Modifiering av ett serpentinkylskåp, i vilket kylkärlet kan fyllas med en blandning av is och natriumklorid, fast koldioxid med aceton etc. Ett sådant kylskåp kan användas för att kondensera ämnen som kokar vid mycket låga temperaturer.

Kylskåp Dimrota

Mycket effektiv återloppskondensor. Den används också som ett fallrör om de relativt stora destillatförlusterna på spolen kan försummas. Korsningen av spolen med mantel A är utanför zonen med en stor temperaturskillnad, därför kan du inte vara rädd för komplikationer när du använder ett sådant kylskåp när du arbetar med vätskor som kokar över 160 ° C. Eftersom kylskåpets yttre mantel är luft vid rumstemperatur, kondenserar inte atmosfärisk fukt på dess yta (se ovan). Visserligen kan lågkokande ämnen "krypa" längs insidan av tröjan och därigenom "dra" kylzonen. Dimroth-kylskåpet lämpar sig därför inte som revers för relativt lågkokande ämnen, såsom eter. I den övre öppna änden av kylskåpet kondenserar luftfuktigheten lätt på vattenförsörjningsslangarna, så den levereras med ett kalciumkloridrör.[ förtydliga ] .

Nedsänkningskylare - "svalkande finger"

Denna specialformade återloppskondensor (den behöver inte fästas speciellt i kylsystemet) används främst i enheter för semi-mikrometoder. Om ett "svalkande finger" förs in i reaktionskärlet på proppen får instrumentet inte förslutas.

Installation

Kemiska kylskåp kan användas antingen som omvända eller nedåtriktade (de skiljer sig i position och sätt att fixera vid installation av enheten).

Toppen av kondensorn är fäst vid en Wurtz-kolv, ett Wurtz -huvud eller ett rör som sträcker sig från kolven som innehåller den ursprungliga blandningen. Den nedre delen är ansluten till allongen , genom vilken syntes- eller destillationsprodukten kommer in i mottagaren.

Kylmedlet (vatten) tillförs endast nedifrån och upp. När kylmediet tillförs från topp till botten kommer påfyllningen av kylmanteln att vara ofullständig, vilket kommer att göra kylningen ineffektiv. Dessutom, med en sådan försörjning, kan kylskåpet misslyckas (spricka) på grund av lokal överhettning av jackan.

Det är nödvändigt att ständigt se till att cirkulationen av vatten genom kyljackan inte slutar, eftersom att stänga av kylskåpet kan leda till bränder och explosioner.

Galleri

Litteratur