Lednice (chemie)

Chladnička (chemie)  - laboratorní zařízení pro kondenzaci par kapalin při destilaci nebo ohřevu (varu). Používá se k destilaci rozpouštědel z reakčního média, k rozdělení směsí kapalin na složky ( frakční destilace ) nebo k čištění kapalin destilací.

V závislosti na způsobu použití se rozlišují následující typy chladniček:

Typy chladniček

Reverzní nebo vzestupné chladničky se používají při provádění reakce při teplotě varu reakční směsi, ale bez destilace kapaliny; zajišťují kondenzaci par a proudění kondenzátu zpět do reaktoru po stěnách chladiče.

Deflegmátor - lednice pro částečnou kondenzaci světlé části páry, reflux .

Nejjednodušším typem laboratorní chladničky je vzduchový chladič, což je obvykle jen skleněná trubice, která je chlazena okolním vzduchem. Používá se výhradně při práci s vysokovroucími kapalinami (nejlépe s bodem varu minimálně 300 °C), které by při práci s vodním chladičem mohly vlivem velkého teplotního rozdílu prasknout sklo chladničky.

Typy ledniček:

Aplikace

Při práci s kapalinami různých tvarů - Liebigovy, kuličkové, spirálové atd. schladiče180°Cs bodem varu pod diethylether ). Prstové chladiče se obvykle používají jako zpětné chladiče nebo pro kondenzaci par při sublimaci .

vzduchový chladič

Patří k designově nejjednodušším lednicím a je to dlouhá skleněná trubice. Taková chladnička se používá pouze při práci s vysokovroucími kapalinami (bod varu vyšší než 150 ° C), protože chladicí účinek vzduchu je malý. Chladnička může být použita jako přímá nebo reverzní. Jako inverzní chladnička je tento typ lednice neefektivní: pohyb kapaliny odpovídá především laminárnímu proudění a látka se snadno „vymrští“. Takovou ledničku lze použít jako sestupnou ledničku při nepříliš vysoké rychlosti destilace pro látky s bodem varu vyšším než 150 °C.

Kulový vzduchový chladič

Používá se obráceně. Kulové chladiče jsou účinnější než běžné (konstrukčně rovné) chladiče vzduchu díky větší ploše pro přenos tepla. Takové lednice našly uplatnění pro semimikrosyntézu, kde je množství odebraného tepla malé a chlazení vzduchem zcela postačuje pro kondenzaci i nízkovroucích látek. (V případě potřeby lze v tomto případě chladničku zabalit vlhkým filtračním papírem.)

Lednice Liebig

Používá se hlavně jako slaňovací do cca 160 °C. Tekoucí voda slouží jako chladivo pro látky s bodem varu nižším než 120 °C a  stojaté vody v rozmezí 120-160 °C.

Chladnička Liebig se skládá ze dvou skleněných trubic uzavřených jedna v druhé. Kapalná pára se pohybuje vnitřní trubicí a chladicí činidlo (studená voda) se pohybuje vnější trubicí (triko).

Naopak, taková chladnička je neúčinná, protože má malou chladicí plochu a laminární proudění páry; pro tento účel se používá pouze pro relativně vysokovroucí (bod varu nad 100 °C) sloučeniny. Na vnějším povrchu chladiče kondenzuje atmosférická vlhkost, která se může dostat dovnitř baňky kapilárními netěsnostmi v tenké části, proto je třeba tenké části na chladiči a baňce důkladně promazat. Na lednici nad oddílem se také doporučuje nasadit manžetu ze suchého filtračního papíru. Kapaliny s vyšším bodem varu na spoji A mohou způsobit vnitřní pnutí, které způsobí praskání skla. Lednice Liebig proto nemohou být vyrobeny z tepelně odolného skla.

kulový chladič

Používá se výhradně jako reverzní. Vzhledem k tomu, že tato chladnička má kulové roztažení, proudění páry v ní se stává turbulentním; chladicí účinek takové chladničky je mnohem vyšší než u lednice Liebig. Na jeho vnějším povrchu se ale sráží i vzdušná vlhkost a nebezpečný je i spoj A. Chladicí kapalina je přiváděna zdola nahoru. Hřídel míchadla je vhodné zasunout přes kulový chladič, do reaktoru zavést různé látky, které se do baňky dobře smývají kondenzátem a ohřívají se jím. Typicky se počet kuliček v takových chladničkách pohybuje od 3 do 8. Aby se zabránilo zaplavení, když kondenzát nemá čas odtékat zpět do baňky s vroucí kapalinou, je zpětný kulový chladič instalován v nakloněné poloze, ale sklon by neměl být příliš velký , aby se v kuličkách nehromadil kondenzát . Hromadění kondenzátu vede ke snížení účinné chladicí plochy chladničky.

spirálová lednice

Nikdy se nepoužívá jako zpětný chod, protože kondenzát, který špatně stéká po záhybech výměníku, může být vymrštěn z chladničky a způsobit nehodu. Vertikálně namontovaný spirálový chladič je nejúčinnějším spádovým chladičem, zejména pro nízkovroucí materiály.

Lednice Städeler

Úprava hadovité lednice, ve které lze chladicí nádobu naplnit směsí ledu a chloridu sodného, ​​pevného oxidu uhličitého s acetonem apod. Takovou lednici lze využít ke kondenzaci látek vroucích při velmi nízkých teplotách.

Lednice Dimrota

Velmi účinný zpětný chladič. Používá se také jako svodič, pokud lze zanedbat relativně velké ztráty destilátu na cívce. Spojení cívky s pláštěm A je mimo zónu s velkým teplotním rozdílem, takže při použití takové chladničky při práci s kapalinami vroucími nad 160 ° C se nemůžete bát komplikací. Vzhledem k tomu, že vnější plášť chladničky je vzduch pokojové teploty, nekondenzuje na jejím povrchu atmosférická vlhkost (viz výše). Je pravda, že nízkovroucí látky se mohou "prolézt" po vnitřní straně košile a tím "táhnout" chladící zónu. Chladnička Dimroth proto není vhodná jako reverzní pro relativně nízkovroucí látky, jako je éter. Na horním otevřeném konci chladničky snadno kondenzuje atmosférická vlhkost na hadicích přívodu vody, proto je dodávána s hadicí s chloridem vápenatým.[ upřesnit ] .

Ponorný chladič - "chladící prst"

Tento speciálně tvarovaný zpětný chladič (nemusí být speciálně upevněn v chladicím systému) se používá především v zařízeních pro semi-mikro metody. Pokud je do reakční nádoby na zátce zasunut „chladicí prst“, nesmí být přístroj utěsněn.

Instalace

Chemické lednice lze použít buď jako reverzní nebo sestupné (liší se polohou a způsobem upevnění při instalaci zařízení).

Horní část chladiče je připojena k Wurtzově baňce, Wurtzově hlavě nebo trubici vycházející z baňky obsahující počáteční směs. Spodní část je připojena k allonge , přes kterou vstupuje do přijímače produkt syntézy nebo destilace.

Chladicí prostředek (voda) je dodáván výhradně zdola nahoru. Když je chladivo přiváděno shora dolů, plnění pláště chladničky bude neúplné, což způsobí, že chlazení bude neefektivní. Navíc při takovém zásobování může lednice selhat (prasknout) v důsledku lokálního přehřátí pláště.

Je nutné neustále dbát na to, aby se cirkulace vody pláštěm chladničky nezastavila, protože vypnutí chladničky může vést k požárům a výbuchům.

Galerie

Literatura