- น้ำยาหล่อเย็นลูกประคำมีไว้ทำอะไร?
- จุดเริ่มต้นของการอุ่นเครื่อง
- การควบแน่น
- ปฏิกิริยาที่อุณหภูมิแวดล้อมสูงขึ้น
- ของเหลวทำความเย็น
- การประยุกต์ใช้งาน
- การกลั่น
- กรดไหลย้อน
- เฉพาะ
- อ้างอิง
ลูกประคำสารทำความเย็นเป็นวัสดุที่ออกแบบโดยเฟลิกซ์ Allihn มีชุดของฟองนั้นเพื่อเพิ่มพื้นผิวสัมผัสกับน้ำที่ไหลผ่านห้องด้านนอก ดังนั้นการถ่ายเทความร้อนจากภายในฟองอากาศไปยังน้ำจึงเพิ่มขึ้นทำให้มั่นใจได้ว่าไอระเหยของตัวทำละลายจะควบแน่นได้อย่างมีประสิทธิภาพ
การปรากฏตัวของสารหล่อเย็นเนื่องจากการปรากฏตัวของฟองอากาศแนะนำชื่อของน้ำยาหล่อเย็นลูกประคำหรือลูกบอล เรียกอีกอย่างว่าสารทำความเย็นของ Allihn
ที่มา: Quantockgoblin ผ่าน Wikipedia
Allihn ออกแบบน้ำยาหล่อเย็นของเขาเพื่อตอบสนองต่อปัญหาน้ำยาหล่อเย็นชนิด Liebig แบบผนังตรง สารทำความเย็นหรือคอนเดนเซอร์นี้ไม่มีประสิทธิภาพในตัวทำละลายที่มีจุดเดือดต่ำเช่นอีเธอร์ วิธีแก้ปัญหาของ Allihn นั้นง่ายมาก: เพิ่มพื้นผิวภายในโดยการมีอยู่ในท่อภายในของฟองอากาศ
สารทำความเย็นที่ใช้กันมากที่สุดสองชนิดในอุปกรณ์กรดไหลย้อนคือสารทำความเย็นลูกประคำและสารทำความเย็นแบบคอยล์หรือที่เรียกว่าสารทำความเย็นของเกรแฮม
แม้ว่าโดยทั่วไปจะใช้น้ำยาหล่อเย็นลูกประคำ แต่ตัวทำละลายที่มีจุดเดือดต่ำมากก็สะดวกในการใช้สารหล่อเย็นแบบคอยล์เนื่องจากให้การทำความเย็นที่มีประสิทธิภาพมากกว่า นี่คือกรณีของไดเอทิลอีเธอร์ที่มีจุดเดือด35ºCและเพนเทน (35-36ºC)
น้ำยาหล่อเย็นลูกประคำมีไว้ทำอะไร?
ที่มา: โดยGYassineMrabetTalk✉ซอร์สโค้ดของ SVG นี้ถูกต้องภาพเวกเตอร์นี้สร้างด้วย Inkscape จาก Wikimedia Commons สารหล่อเย็นลูกประคำถูกใช้เป็นหลักในวิธีการไหลย้อน ปฏิกิริยาส่วนใหญ่ที่ต้องใช้ความร้อนจะเกิดขึ้นภายใต้การไหลย้อน ซึ่งประกอบด้วยการให้ความร้อนตัวทำละลายในขวดด้วยน้ำยาที่มีส่วนในปฏิกิริยา
ปากขวดมักทำจากแก้วบดพอดีกับปากของสารทำความเย็น การประกอบจะทำในลักษณะที่สารหล่อเย็นอยู่ในแนวตั้ง (ภาพบน)
ขอแนะนำให้น้ำเข้าสู่ส่วนภายนอกของสารหล่อเย็นผ่านท่อยางหรือพลาสติกที่เชื่อมต่อกับส่วนล่าง น้ำไหลผ่านทุกส่วนที่ล้อมรอบด้านในของสารหล่อเย็นและไหลออกมาทางส่วนบนเพื่อให้แน่ใจว่ามีการถ่ายเทความร้อนไปยังน้ำมากขึ้น
การทำความร้อนของขวดด้วยตัวทำละลายและน้ำยาทำโดยใช้แผ่นความร้อนหรือผ้าห่มเพื่อจุดประสงค์เดียวกัน อุปกรณ์เหล่านี้มีกลไกในการควบคุมปริมาณความร้อนที่จ่าย
จุดเริ่มต้นของการอุ่นเครื่อง
เมื่อตัวทำละลายร้อนขึ้นไอจะเริ่มก่อตัวขึ้นซึ่งจะลอยขึ้นด้านบนของกระติกน้ำร้อนจนกระทั่งถึงสารทำความเย็น
ในขณะที่เดินทางผ่านสารทำความเย็นไอของตัวทำละลายจะสัมผัสกับผนังภายในของสารทำความเย็นทำให้เกิดการควบแน่น
การควบแน่น
การควบแน่นเกิดจากการที่ผนังภายในของคอนเดนเซอร์ในรูปของฟองอากาศสัมผัสกับน้ำหมุนเวียนในห้องทำความเย็นภายนอก
น้ำจะป้องกันไม่ให้อุณหภูมิของผนังภายในเพิ่มขึ้นทำให้คงที่และทำให้อุณหภูมิของไอน้ำที่เข้ามาในสารทำความเย็นลดลง
เมื่อไอของตัวทำละลายควบแน่นและกลับสู่สถานะของเหลวหยดของตัวทำละลายจะเลื่อนจากสารทำความเย็นเข้าไปในกระติกทำความร้อน
ขั้นตอนนี้ช่วยลดการสูญเสียตัวทำละลายเนื่องจากการรั่วไหลในสถานะก๊าซ นอกจากนี้ยังเป็นการตรวจสอบให้แน่ใจว่าปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นในขวดมีปริมาตรคงที่
ปฏิกิริยาที่อุณหภูมิแวดล้อมสูงขึ้น
แนะนำให้ใช้สารทำความเย็นโรซาริโอในปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นที่อุณหภูมิสูงกว่าอุณหภูมิโดยรอบเนื่องจากภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้ปริมาตรของตัวทำละลายที่มีนัยสำคัญจะสูญหายไปหากไม่มีการควบแน่นของไอระเหยอย่างเพียงพอ
โดยการทำให้ไอของตัวทำละลายเย็นลงอย่างต่อเนื่องกลับไปที่ขวดในรูปของเหลววิธีการไหลย้อนจะช่วยให้ความร้อนของตัวกลางปฏิกิริยาเคมีเป็นเวลานานเพิ่มประสิทธิภาพของปฏิกิริยาเคมี
สารประกอบอินทรีย์หลายชนิดมีจุดเดือดต่ำดังนั้นจึงไม่อนุญาตให้อยู่ภายใต้อุณหภูมิสูงเนื่องจากจะระเหยไป หากไม่ได้ใช้สารทำความเย็นปฏิกิริยาจะไม่ดำเนินไปอย่างสมบูรณ์
การไหลย้อนช่วยให้อุณหภูมิของปฏิกิริยาเพิ่มขึ้นเช่นเดียวกับที่ทำในการสังเคราะห์สารอินทรีย์โดยให้อัตราการเกิดปฏิกิริยาเพิ่มขึ้น
ของเหลวทำความเย็น
นอกจากน้ำแล้วของเหลวอื่น ๆ ยังใช้ในคอนเดนเซอร์หรือสารทำความเย็น เช่นเอทานอลในตู้เย็นซึ่งสามารถระบายความร้อนด้วยอุณหภูมิได้
การใช้ของเหลวอื่นที่ไม่ใช่น้ำช่วยให้สารหล่อเย็นเย็นลงที่อุณหภูมิต่ำกว่า 0 ° C สิ่งนี้อนุญาตให้ใช้ตัวทำละลายเช่นไดเมทิลอีเทอร์ที่มีจุดเดือด-23.6ºC
สารทำความเย็นลูกประคำส่วนใหญ่ใช้ในการไหลย้อนซึ่งเป็นประโยชน์ต่อประสิทธิภาพของปฏิกิริยาที่ต้องใช้ความร้อน แต่อุปกรณ์เดียวกันนี้สามารถใช้ในกระบวนการกลั่นแบบธรรมดาได้
การประยุกต์ใช้งาน
การกลั่น
การกลั่นเป็นกระบวนการที่ใช้ในการแยกของเหลวบริสุทธิ์ออกจากส่วนผสมของของเหลวที่มีจุดเดือดต่างกัน ตัวอย่างเช่นการกลั่นมักใช้เพื่อแยกเอทานอลออกจากน้ำ
ของเหลวที่แตกต่างกันมีแรงร่วมกันที่แตกต่างกัน ดังนั้นจึงมีความดันไอที่แตกต่างกันและต้มที่อุณหภูมิต่างกัน ส่วนประกอบของของเหลวผสมสามารถแยกออกได้โดยการกลั่นหากจุดเดือดต่างกันเพียงพอ
ไอระเหยของเหลวผลิตภัณฑ์จากความร้อนกลั่นตัวเป็นหยดน้ำในสารทำความเย็นและถูกรวบรวม ขั้นแรกของเหลวที่มีจุดเดือดต่ำกว่าจะเดือดเมื่อของเหลวบริสุทธิ์รวมตัวและรวบรวมแล้วอุณหภูมิการกลั่นจะค่อยๆเพิ่มขึ้นและส่วนประกอบของเหลวของส่วนผสมจะถูกรวบรวม
กรดไหลย้อน
การใช้วิธีการไหลย้อนถูกนำมาใช้ในการแยกสารตัวอย่างเช่นการใช้เทคนิคการสกัดของแข็งและของเหลวเป็นไปได้ที่จะได้รับหลักการที่ใช้งานได้จากเนื้อเยื่อพืช
ตัวทำละลายจะไหลย้อนและเมื่อกลั่นตัวเป็นหยดน้ำตกลงบนตลับพรุนที่บรรจุตัวอย่างที่ผ่านกระบวนการแล้ว เมื่อเกิดการระเหยตัวทำละลายจะสะสมกับส่วนประกอบของเนื้อเยื่อพืชเพื่อทำให้บริสุทธิ์
เฉพาะ
- การสกัดกรดไหลย้อนโดยตรงถูกนำมาใช้ในการสกัดกรดไขมัน ใช้เอทานอลและสารวิเคราะห์ 30 กรัมเป็นตัวทำละลายที่ถูกทำให้ร้อนในขวด การไหลย้อนจะดำเนินการเป็นเวลา 45 นาทีเพื่อดึงกรดไขมันออกมา ผลผลิตอยู่ที่ 37.34%
- ในการสังเคราะห์เอสเทอร์อย่างง่ายเช่นเอทิลอะซิเตตการรวมกรดไหลย้อนการกลั่นอย่างง่ายและการกลั่นด้วยการแก้ไข
- น้ำยาหล่อเย็นลูกประคำถูกใช้ในปฏิกิริยาการรวมตัวของโบรมีนกับอัลคีนในน้ำเดือด อย่างไรก็ตามมีการสูญเสีย Br ในปฏิกิริยานี้
อ้างอิง
- Quiored. (เอสเอฟ) การไหลย้อนการกลั่นอย่างง่ายและการกลั่นแบบแก้ไข: การสังเคราะห์เอทิลอะซิเตต . กู้คืนจาก: ugr.es
- วิกิพีเดีย (2018) คอนเดนเซอร์ (ห้องปฏิบัติการ) สืบค้นจาก: en.wikipedia.org
- บริษัท วิทยาศาสตร์ (2018) Allihn Condenser, 24/40, 300 มม. สืบค้นจาก: sciencecompany.com
- Sella A. (28 เมษายน 2553). Classic Kit: Allihn condenser ราชสมาคมเคมี. ดึงมาจาก: chemistryworld.com
- Merriam-Webster (2018) คอนเดนเซอร์ Allihn สืบค้นจาก: merriam-webster.com