کندانسور آزمایشگاهی را توضیح دهید

در شیمی ، یک کندانسور دستگاه آزمایشگاهی است که برای چگالی بخارات - یعنی تبدیل آنها به مایعات - با خنک کردن آنها ، مورد استفاده قرار می گیرد. [1]

کندانسورها بطور معمول در کارهای آزمایشگاهی مانند تقطیر ، رفلاکس و استخراج استفاده می شوند. در تقطیر ، یک مخلوط گرم می شود تا زمانی که اجزای فرار بیشتر جوش بیایند ، بخارات متراکم می شوند و در یک ظرف جداگانه جمع می شوند. در رفلاکس ، واکنش مربوط به مایعات فرار در نقطه جوش آنها انجام می شود تا سرعت آن افزایش یابد. و بخارهایی که به ناچار از بین می روند ، متراکم شده و به رگ واکنش نشان داده می شوند. در استخراج سوکسله ، یک حلال داغ به برخی از مواد پودر شده ، مانند دانه های زمین ، تزریق می شود تا برخی از اجزای محلول ضعیف را بیرون بکشد. سپس حلال به طور خودکار از محلول حاصل از آن ، مجدداً چگال شده و تزریق می شود.

انواع مختلفی از خازن ها برای کاربردهای مختلف و حجم پردازش ایجاد شده است. ساده ترین و قدیمی ترین کندانسور فقط یک لوله طولانی است که از طریق آن بخارات هدایت می شود و هوای خارج آن خنک کننده را تأمین می کند. به طور معمول ، یک کندانسور دارای یک لوله یا محفظه بیرونی مجزا است که از طریق آن آب (یا برخی مایعات دیگر) در آن گردش می شود تا یک سرمایش مؤثرتر فراهم شود.

کندانسورهای آزمایشگاهی معمولاً از جنس شیشه برای مقاومت در برابر مواد شیمیایی ، برای سهولت در نظافت ، و نظارت بر بصری کار هستند. به طور خاص ، شیشه بورسیلیکات برای مقاومت در برابر شوک حرارتی و گرمایش ناهموار توسط بخار کندانسور. بعضی از کندانسورها برای کارهای اختصاصی (مانند تقطیر آب) ممکن است از فلز ساخته شوند. در آزمایشگاه های حرفه ای ، کندانسورها معمولاً دارای اتصالات شیشه ای زمین برای اتصال قاطع به منبع بخار و مخزن مایع هستند. با این حال ، لوله های انعطاف پذیر از یک ماده مناسب اغلب به جای آن استفاده می شود. کندانسور همچنین ممکن است به عنوان یک اجاق شیشه ای واحد ، به یک گلدان جوش تبدیل شود ، همانطور که در رتیور قدیمی و در دستگاه های تقطیر میکروسکول وجود دارد.

تاریخ
کندانسور آب خنک شده ، که توسط جاستوس فون لیبیگ محبوبیت پیدا کرد ، توسط ویگل ، پویزنایر و گادولین اختراع شد و توسط گوتلینگ کامل شد ، همه در اواخر قرن 18 ام. [2] چندین طرح که هنوز هم در حال استفاده مشترک هستند ، در قرن نوزدهم ، هنگامی که شیمی به یک رشته علمی گسترده تبدیل شد ، توسعه و محبوبیت یافت.

اصول کلی
طراحی و نگهداری سیستم ها و فرآیندهای با استفاده از خازن ها مستلزم آن است که گرما بخار ورودی هرگز توانایی کندانسور انتخابی و مکانیسم خنک کننده را تحت الشعاع قرار ندهد. همچنین ، گرادیان های حرارتی و جریان مواد ایجاد شده جنبه های مهم دارند ، و با مقیاس پردازش ها از آزمایشگاه به گیاه آزمایشی و فراتر از آن ، طراحی سیستم های کندانسور به یک علم مهندسی دقیق تبدیل می شود. [3]

درجه حرارت
برای اینکه ماده از بخار خالص متراکم شود ، فشار دوم باید بالاتر از فشار بخار مایع مجاور باشد. یعنی مایع باید در آن فشار زیر نقطه جوش باشد. در اکثر طرح ها ، مایع فقط یک فیلم نازک بر روی سطح داخلی کندانسور است ، بنابراین اساساً دمای آن برابر با همان سطح است. بنابراین ، توجه اصلی در طراحی یا انتخاب یک کندانسور ، اطمینان از سطح داخلی آن در زیر نقطه جوش مایع است.

جریان دما
با بخار شدن بخار ، گرمای مربوط به تبخیر را آزاد می کند ، که تمایل به بالا بردن دمای سطح داخلی کندانسور دارد. بنابراین ، یک کندانسور باید بتواند آن انرژی گرما را به سرعت سریع از بین ببرد تا دمای آن به اندازه کافی کم باشد ، در حداکثر سرعت چگالشی که پیش بینی می شود. این نگرانی را می توان با افزایش مساحت سطح میعان ، با نازک تر ساختن دیوار و / یا تهیه یک سینک گرمای کافی (مانند گردش آب) در طرف دیگر آن ، برطرف کرد.

جریان مواد
کندانسور همچنین باید بصری باشد که مایع تغلیظ شده بتواند با حداکثر سرعت (جرم با گذشت زمان) جریان یابد که انتظار می رود بخار وارد آن شود. همچنین باید مراقب باشید تا مایع در حال جوش به عنوان خلال کننده از جوش منفجره یا قطرات ایجاد شده به عنوان حباب در ورودی وارد کندانسور نشود.

گازهای حامل
ملاحظات اضافی در صورتی اعمال می شود كه گاز داخل كندانسور بخار خالص مایعات مورد نظر نباشد ، اما مخلوطی از گازهایی كه دارای درجه حرارت جوش بسیار كمتری هستند (مثلاً ممكن است در تقطیر خشك رخ دهد). سپس فشار جزئی بخار آن هنگام بدست آوردن دمای میعان آن باید در نظر گرفته شود. به عنوان مثال ، اگر گازی که وارد میعان شود

منبع : http://tajhizyar.com/lab-glassware/condenser/