ROZENKRANS KOELVLOEISTOF: WAAR IS HET VOOR EN GEBRUIKT HET - CHEMIE - 2025

De rozenkrans met koelmiddel is een materiaal ontworpen door Felix Allihn, met daarin een reeks bellen om het oppervlak in contact met het water dat door de buitenste kamer stroomt te vergroten. Zo wordt de warmteoverdracht van het inwendige van de bellen naar het water vergroot, waardoor een efficiënte condensatie van de oplosmiddeldampen wordt gegarandeerd.

Het uiterlijk van de koelvloeistof, vanwege de aanwezigheid van de bellen, suggereerde de namen van rozenkrans of bolkoelvloeistof. Het wordt ook wel het koelmiddel van Allihn genoemd.

Bron: Quantockgoblin via Wikipedia

Allihn ontwierp zijn koelvloeistof als antwoord op een koelvloeistofprobleem van het type Liebig met een rechte wand. Dit koelmiddel of deze condensor was niet efficiënt in oplosmiddelen met een laag kookpunt, zoals ether. De oplossing van Allihn was simpel: vergroot het inwendige oppervlak door de aanwezigheid in de inwendige buis van een reeks bellen.

De twee meest gebruikte koelmiddelen in refluxapparaten zijn het rozenkranskoelmiddel en het spiraalkoelmiddel, ook wel Graham's koelmiddel genoemd.

Hoewel rozenkrans-koelvloeistof over het algemeen wordt gebruikt, is het bij oplosmiddelen met een zeer laag kookpunt handig om spiraalkoelvloeistoffen te gebruiken omdat deze een efficiëntere koeling bieden. Dit is het geval voor diethylether, met een kookpunt van 35 ° C, en pentaan (35-36 ° C).

Waar is rozenkrans koelvloeistof voor?

Bron: door GYassineMrabetTalk✉ De broncode van deze SVG is geldig. Deze vectorafbeelding is gemaakt met Inkscape. , van Wikimedia Commons Het rozenkranskoelmiddel wordt voornamelijk gebruikt in de refluxmethode. De meeste reacties die verwarming vereisen, worden uitgevoerd onder reflux. Dit bestaat uit het verwarmen van een oplosmiddel in een kolf met de reagentia die aan een reactie deelnemen.

De opening van de kolf, meestal gemaakt van geslepen glas, past in een van de monden van het koelmiddel. De montage is zo gedaan dat de koelvloeistof verticaal staat (bovenste afbeelding).

Het wordt aanbevolen dat het water het externe deel van de koelvloeistof binnendringt via een rubberen of plastic slang die is aangesloten op het onderste deel. Het water stroomt door het hele deel dat de binnenkant van de koelvloeistof omringt en komt naar buiten via het bovenste deel, waardoor een grotere overdracht van warmte aan het water wordt gegarandeerd.

Het verwarmen van de kolf met het oplosmiddel en de reagentia gebeurt met een verwarmingsplaat of een deken voor hetzelfde doel. Deze apparaten hebben een mechanisme om de hoeveelheid warmte die ze leveren te regelen.

Begin van warming-up

Naarmate het oplosmiddel opwarmt, begint zich damp te vormen, die boven in de verwarmingsfles opstijgt totdat het het koelmiddel bereikt.

Terwijl het door het koelmiddel reist, komt de oplosmiddeldamp in contact met de binnenwanden van het koelmiddel, waardoor de condensatie begint.

Condensatie

De condensatie is te wijten aan het feit dat de binnenwand van de condensor in de vorm van bellen in contact staat met het circulerende water in de externe koelmiddelkamer.

Het water voorkomt dat de temperatuur van de binnenwand stijgt, houdt deze constant en laat zo de temperatuur van de stoom die via het koelmiddel binnenkomt, af.

Terwijl de oplosmiddeldamp condenseert en terugkeert naar zijn vloeibare toestand, glijden de oplosmiddeldruppeltjes uit het koelmiddel in de verwarmingsfles.

Deze procedure minimaliseert het verlies van oplosmiddel als gevolg van lekken in gasvormige toestand. Bovendien gaat het erom ervoor te zorgen dat de reactie die in de kolf plaatsvindt een constant volume heeft.

Reacties bij hogere omgevingstemperaturen

Het koudemiddel rosario wordt aanbevolen bij reacties die plaatsvinden bij een temperatuur hoger dan de omgevingstemperatuur, aangezien onder deze omstandigheden een aanzienlijk volume van het oplosmiddel verloren zou gaan als er geen adequate condensatie van de dampen zou zijn.

Door de oplosmiddeldamp die als vloeistof naar de kolf wordt teruggevoerd continu af te koelen, maakt de refluxmethode het mogelijk het chemische reactiemedium gedurende een lange tijd te verwarmen, waardoor de efficiëntie van de chemische reactie toeneemt.

Veel organische verbindingen hebben een laag kookpunt, zodat ze niet aan hoge temperaturen kunnen worden blootgesteld, omdat ze zouden verdampen. Als er geen koelmiddel werd gebruikt, zou de reactie niet volledig verlopen.

Reflux maakt het mogelijk om de reactietemperatuur te verhogen zoals bij organische synthese, waardoor de reactiesnelheid toeneemt.

Koelvloeistoffen

Naast water worden er ook andere vloeistoffen gebruikt in condensors of koelmiddelen; zoals gekoelde ethanol, die thermostatisch kan worden gekoeld.

Door andere vloeistoffen dan water te gebruiken, kan de koelvloeistof afkoelen tot een temperatuur onder 0 ° C. Hierdoor kunnen oplosmiddelen zoals dimethylether worden gebruikt met een kookpunt van -23,6ºC.

Het rozenkranskoelmiddel wordt voornamelijk gebruikt bij refluxen, wat de prestaties van reacties die verwarming vereisen, bevordert. Maar hetzelfde apparaat kan worden gebruikt in eenvoudige destillatieprocessen.

Toepassingen

Distillatie

Destillatie is het proces dat wordt gebruikt om een ​​zuivere vloeistof te scheiden van een mengsel van vloeistoffen met verschillende kookpunten. Zo wordt vaak destillatie gebruikt om ethanol van water te scheiden.

Verschillende vloeistoffen hebben verschillende cohesiekrachten. Daarom hebben ze verschillende dampdrukken en koken ze bij verschillende temperaturen. De componenten van een vloeibaar mengsel kunnen worden gescheiden door destillatie als hun kookpunten voldoende verschillen.

Vloeistofdampen, een product van verhitting, condenseren in het koudemiddel en worden opgevangen. Ten eerste kookt de vloeistof met een lager kookpunt, zodra de gezuiverde vloeistof is gecondenseerd en verzameld, wordt de destillatietemperatuur geleidelijk verhoogd en worden de vloeibare componenten van het mengsel verzameld.

Reflux

Het gebruik van de reflux-methode is gebruikt bij het isoleren van stoffen, bijvoorbeeld: met behulp van de vaste stof-vloeistof-extractietechniek is het mogelijk om de actieve bestanddelen uit plantenweefsels te halen.

Het oplosmiddel wordt onder terugvloeikoeling gekookt en valt na condensatie op een poreuze patroon die het verwerkte monster bevat. Bij verdamping hoopt het oplosmiddel zich op met de componenten van het te zuiveren plantenweefsel.

Specifiek

-Directe reflux-extractie is gebruikt bij de extractie van vetzuren. Ethanol en 30 g analyt worden gebruikt, waarbij het oplosmiddel wordt verwarmd in een kolf. De reflux wordt gedurende 45 minuten uitgevoerd om de vetzuren te extraheren. De opbrengst was 37,34%.

-Bij de synthese van eenvoudige esters zoals ethylacetaat, waarbij reflux, eenvoudige destillatie en destillatie met rectificatie worden gecombineerd.

-De rozenkranskoelvloeistof is gebruikt bij de reactie van het opnemen van broom tot alkenen in kokend water. Bij deze reactie is er echter verlies van Br opgetreden.

Referenties

1. Quiored. (sf). Reflux, eenvoudige destillatie en rectificatiedestillatie: synthese van ethylacetaat. . Hersteld van: ugr.es
2. Wikipedia. (2018). Condensor (laboratorium). Hersteld van: en.wikipedia.org
3. The Science Company. (2018). Allihn Condensor, 24/40, 300 mm. Hersteld van: sciencecompany.com
4. Sella A. (28 april 2010). Classic Kit: Allihn condensor. De Royal Society of Chemistry. Hersteld van: chemistryworld.com
5. Merriam Webster. (2018). Allihn condensor. Hersteld van: merriam-webster.com