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旋轉蒸發器如何工作?

旋轉蒸發儀(也稱為“ 旋轉蒸發儀””)用于從反應混合物中除去溶劑,并且可以容納3升的液體。它們幾乎可以在每個有機實驗室中找到,因為它們可以非常快速地執行此任務。典型的旋轉蒸發器具有水浴,該水浴可以在金屬容器或結晶皿中加熱。這樣可以防止溶劑在蒸發過程中凍結。真空除去溶劑,用冷凝器收集并收集溶劑,以方便重新使用或處置。大多數實驗室在其旋轉蒸發儀上使(shi)(shi)用簡單的吸水器真(zhen)空(kong)(kong)吸塵器,因(yin)此除非(fei)采取(qu)特殊(shu)預防措施,即使(shi)(shi)用額外的疏水閥,否則旋轉蒸發儀不能用于對(dui)空(kong)(kong)氣(qi)和水敏(min)感的材料。在(zai)實(shi)驗室中,使(shi)(shi)用室內真(zhen)空(kong)(kong)管(guan)線,循環(huan)浴或隔膜泵作(zuo)為真(zhen)空(kong)(kong)源(40-50托)。

旋轉蒸發器上的(de)一般假設(she)函(han)數的(de)溶劑(ji)的(de)沸點比(bi)其周圍(wei)的(de)液(ye)(ye)體的(de)低得(de)多。還(huan)假設(she)液(ye)(ye)體中的(de)化合物(wu)是熱敏感的(de)。否則,您可以將溶劑(ji)煮沸。

旋轉蒸發儀通過在旋轉的玻璃燒瓶中產生真空來工作(zuo)。那完成了什么?讓我們回到高中物理和(he)化學。

宇宙中(zhong)的(de)所(suo)有(you)物質(zhi)都(dou)(dou)以(yi)三種(zhong)(技術(shu)上是(shi)四種(zhong))狀(zhuang)態存在:固(gu)體(ti),液體(ti),氣(qi)體(ti)和(he)等離子(zi)體(ti)。分子(zi)處于哪種(zhong)物質(zhi)狀(zhuang)態共同取決于A)它所(suo)在系統(tong)的(de)物理條(tiao)件,以(yi)及B)其固(gu)有(you)的(de)化學(xue)性(xing)質(zhi)。對(dui)我們(men)來說,zui重(zhong)要的(de)物理變量是(shi)溫度和(he)壓力的(de)變化。大多數工業提取程(cheng)序都(dou)(dou)是(shi)在固(gu)體(ti)容器內進行(xing)的(de),固(gu)體(ti)容器的(de)壁不會膨脹或收縮(suo)(我們(men)希望如(ru)此)。因(yin)此,音量的(de)變化可(ke)以(yi)忽略不計。

壓力和溫度(du)(du)呈線性關系。將(jiang)溫度(du)(du)加倍(以jue對零值或開(kai)爾文標度(du)(du)為單位)將(jiang)導致壓力加倍(只要體積保(bao)持恒定)。實際上,這意味著(zhu)通(tong)過打開(kai)真空來降(jiang)低壓力也(ye)降(jiang)低了揮發性溶劑蒸發所需的(de)沸點。

蒸發(fa)的(de)溶劑被“冷(leng)指”捕獲,這是氣(qi)體分子可以遇到并凝結在(zai)其上的(de)冷(leng)卻表面(mian)。制作(zuo)冷(leng)手指的(de)zui常見方法是將異丙醇和干冰(bing)(bing)混(hun)合。需要連續添加干冰(bing)(bing),但是干冰(bing)(bing)的(de)溫(wen)度(du)不(bu)(bu)足(zu)以凍結酒精,與冰(bing)(bing)不(bu)(bu)同,干冰(bing)(bing)在(zai)用(yong)完時會蒸發(fa)成(cheng)氣(qi)體。

與上述同時(shi)進行(xing),將燒瓶(ping)放(fang)入熱(re)水浴中并連續旋(xuan)轉。這(zhe)會在燒瓶(ping)內部形成薄(bo)膜,從而增加(jia)表(biao)(biao)面積,氣(qi)體分(fen)子(zi)可以從該(gai)表(biao)(biao)面積蒸(zheng)(zheng)發。它(ta)還可以將熱(re)量(liang)直接傳導到(dao)系統(tong)中,因此即使分(fen)子(zi)蒸(zheng)(zheng)發掉,溫(wen)度(du)也保持恒定。

隨著真空的建立,新形(xing)成的氣體分子開始在冷(leng)指上凝結(jie),系(xi)統(tong)的條件使(shi)得蒸(zheng)發同時從(cong)每個(ge)表面(甚(shen)至從(cong)液體本身(shen)內部)進行。這(zhe)(zhe)導致(zhi)起泡,這(zhe)(zhe)是燒瓶在旋轉電機(ji)上蒸(zheng)發的第三個(ge)原因