Холодильник в химии назначение. Холодильник — стеклянный лабораторный прибор

Холодильник - это прибор для конденсации пара при помощи охлаждающей среды, чаще всего воды.

В зависимости от способа применения различают следующие типы холодильников:

• Прямой холодильник (нисходящий) - применяется для конденсирования паров и отвода образовавшегося конденсата из реакционной системы. Сбор конденсата ведется в колбу-приемник.
• Обратный холодильник - применяется для конденсирования паров и возврата конденсата в реакционную массу. Устанавливают такие холодильники обычно вертикально.

На Рис 1. приведены различные конструктивные типы холодильников.

Рис.1 Конструктивные типы холодильников
а-воздушный холодильник
б-шариковый воздушный холодильник
в-холодильник Либиха
г-шариковый холодильник
д-змеевиковый холодильник
е-холодильник Штеделера
ж-холодильник Димрота
з-холодильник сочетающий принципы холодильников Либиха и Димрота
и-"охлаждающий палец"

Воздушный холодильник (рис.1-а)
Относится к простейшим по конструкции холодильникам и представляет из себя длинную стеклянную трубку. Такой холодильник применяется только при работе с высококипящими жидкостями (т.кип. >150°С), поскольку охлаждающее действие воздуха невелико. Холодильник может применяться в качестве прямого или обратного. Как обратный, холодильник такого типа малоэффективен: движение жидкости преимущественно отвечает ламинарному потоку и вещество легко «выбрасывается». В качестве нисходящего такой холодильник можно использовать при не слишком большой скорости перегонки для веществ с температурой кипения >150°С.

Шариковый воздушный холодильник (рис.1-б)
Применяется в качестве обратного. Шариковые холодильники более эффективны, чем обычные (прямые по конструкции) воздушные холодильники, за счет большей поверхности теплообмена. Такие холодильники нашли применение для полумикросинтезов, где количество отводимого тепла невелико и для конденсации даже низкокипящих веществ воздушное охлаждение оказывается вполне достаточным. (При необходимости в этом случае холодильник можно обмотать влажной фильтровальной бумагой.)

Холодильник Либиха (рис.1-в)
Применяется преимущественно в качестве нисходящего примерно до 160°С. Охлаждающим средством для веществ с температурой кипения Холодильник Либиха состоит из двух стеклянных трубок запаянных одна в другую. По внутренней трубке движутся пары жидкости, а по внешней (рубашка) охлаждающий агент (холодная вода).
В качестве обратного такой холодильник малоэффективен, так как имеет малую охлаждающую поверхность и ламинарное течение паров; с этой целью он применяется только для относительно высококипящих (т.кип. >100°С) соединений. На наружной поверхности холодильника конденсируется атмосферная влага, которая через капиллярные течи в шлифе может попадать внутрь колбы, поэтому шлифы на холодильнике и колбе следует тщательно смазывать. Рекомендуется также на холодильнике выше шлифа надевать манжету из сухой фильтровальной бумаги. Более высококипяише жидкости в месте спая А (рис.1-в) могут обусловить возникновение внутреннего напряжения, что вызывает растрескивание стекла. Поэтому холодильники Либиха нельзя изготовлять из нетермостойкого стекла.

На рис.2 показан пример использования холодильника Либиха для простой перегонки.

Рис.2 Установка для простой перегонки.
1-колба Вюрца
2-холодильник Либиха
3-алонж
4-колба-приемник

Следует отдельно заметить, что охлаждающий агент (вода) подается исключительно снизу вверх. При подаче хладоагента сверху-вниз заполнение рубашки холодильника будет неполным, что сделает охлаждение неэффективным. Кроме того при такой подаче холодильник может выйти из строя (треснуть) из-за локальных перегревов рубашки.

Шариковый холодильник (рис.1-г)
Используется исключительно как обратный. Поскольку этот холодильник имеет шаровидные расширения, ток паров становится в нем турбулентным; охлаждающее действие такого холодильника значительно выше, чем у холодильника Либиха. Однако на внешней его поверхности также конденсируется атмосферная влага и место спая А также является опасным. Подача охлаждающего агента производится снизу-вверх. Через шариковый холодильник удобно вставлять ось мешалки, вводить в реактор различные вещества, хорошо смываемые в колбу конденсатом и подогреваемые им. Обычно число шариков у таких холодильников колеблется от 3 до 8. Во избежание захлебывания, когда конденсат не успевает стекать обратно в колбу с кипящей жидкостью, обратный шариковый холодильник устанавливают в наклонном положении, но наклон не должен быть слишком большим, чтобы конденсат не скапливался в шарах. Скопление конденсата приводит к уменьшению эффективной охлаждающей поверхности холодильника.

Змеевиковый холодильник (рис.1-д)
Никогда не используется как обратный, так как конденсат, который недостаточно хорошо стекает по сгибам змеевика, может быть выброшен нз холодильника и послужить причиной несчастного случая. Змеевиковый холодильник, установленный вертикально, является наиболее эффективным нисходящим холодильником, особенно для низкокипящих веществ.

Холодильник Штеделера (рис.1-е)
Модификация змеевикового холодильника, в котором охлаждающий сосуд может быть заполнен смесью льда с поваренной солью, твердой углекислотой с ацетоном и т. д. Такой холодильник можно применять для конденсации веществ, кипящих при очень низких температурах.

Холодильник Димрота (рис.1-ж) Очень эффективный обратный холодильник. Его также используют в качестве нисходящего если можно пренебречь относительно большими потерями дистиллята на змеевике. Спай змеевика с рубашкой А находится вне зоны с большим перепадом температур, поэтому, применяя такой холодильник при работе с жидкостями, кипящими выше 160°С, можно не опасаться осложнений. Поскольку внешней рубашкой холодильника является воздух при комнатной температуре, на ее поверхности не конденсируется атмосферная влага (см. выше). Правда, низкокипящие вещества могут «ползти» по внутренней стороне рубашки и тем самым «протаскивать» зону охлаждения. Холодильник Димрота поэтому не подходит в качестве обратного для сравнительно низкокипящих веществ, например для эфира. У верхнего открытого конца холодильника на подводящих воду шлангах легко конденсируется атмосферная влага, поэтому его снабжают хлоркальциевой трубкой.

Погружной холодильник -«охлаждающий палец» (рис.1-и)
Этот обратный холодильник особой формы (его можно специально не закреплять в системе охлаждения) используется прежде всего в приборах для полумикрометодов. Если «охлаждающий палец» введен в реакционный сосуд на пробке прибор не должен быть герметичным.

Общее примечание: необходимо постоянно следить, чтобы через рубашку холодильника не прекращалась циркуляция воды, так как отключение холодильника может привести к пожарам и взрывам!

Паров жидкостей при перегонке или нагревании (кипячении). Используют для отгонки растворителей из реакционной среды, для разделения смесей жидкостей на компоненты (Фракционная перегонка) или для очистки жидкостей перегонкой.

В зависимости от способа применения различают следующие типы холодильников:

• Прямой холодильник (нисходящий) - применяется для конденсирования паров и отвода образовавшегося конденсата из реакционной системы. Сбор конденсата ведется в колбу-приемник.
• Обратный холодильник - применяется для конденсирования паров и возврата конденсата в реакционную массу. Устанавливают такие холодильники обычно вертикально.

Виды холодильников

Обратные, или восходящие, холодильники используются при проведении реакции при температуре кипения реакционной смеси, но без отгонки жидкости; они обеспечивают конденсацию паров и стекание конденсата обратно в реактор по стенкам холодильника.

Дефлегматор - холодильник для частичной конденсации лёгкой части пара, дефлегмации .

Простейшим типом лабораторного холодильника является воздушный, представляющий собой обычно просто стеклянную трубку, которая охлаждается окружающим воздухом. Он применяется исключительно в работе с высококипящими жидкостями (желательно с точкой кипения не ниже 300 °С), которые в работе с водяным холодильником за счёт большой разницы температур могли бы дать в стекле холодильника трещину.

Воздушный холодильник

Относится к простейшим по конструкции холодильникам и представляет из себя длинную стеклянную трубку. Такой холодильник применяется только при работе с высококипящими жидкостями (т.кип. >150°С), поскольку охлаждающее действие воздуха невелико. Холодильник может применяться в качестве прямого или обратного. Как обратный, холодильник такого типа малоэффективен: движение жидкости преимущественно отвечает ламинарному потоку и вещество легко «выбрасывается». В качестве нисходящего такой холодильник можно использовать при не слишком большой скорости перегонки для веществ с температурой кипения >150°С.

Шариковый воздушный холодильник

Применяется в качестве обратного. Шариковые холодильники более эффективны, чем обычные (прямые по конструкции) воздушные холодильники, за счет большей поверхности теплообмена. Такие холодильники нашли применение для полумикросинтезов, где количество отводимого тепла невелико и для конденсации даже низкокипящих веществ воздушное охлаждение оказывается вполне достаточным. (При необходимости в этом случае холодильник можно обмотать влажной фильтровальной бумагой.)

Холодильник Либиха

Применяется преимущественно в качестве нисходящего примерно до 160°С. Охлаждающим средством для веществ с температурой кипения < 120°С служит в нем проточная вода, а в интервале 120-160°С - непроточная.

Холодильник Либиха состоит из двух стеклянных трубок запаянных одна в другую. По внутренней трубке движутся пары жидкости, а по внешней (рубашка) охлаждающий агент (холодная вода).

В качестве обратного такой холодильник малоэффективен, так как имеет малую охлаждающую поверхность и ламинарное течение паров; с этой целью он применяется только для относительно высококипящих (т.кип. >100°С) соединений. На наружной поверхности холодильника конденсируется атмосферная влага, которая через капиллярные течи в шлифе может попадать внутрь колбы, поэтому шлифы на холодильнике и колбе следует тщательно смазывать. Рекомендуется также на холодильнике выше шлифа надевать манжету из сухой фильтровальной бумаги. Более высококипящие жидкости в месте спая А (рис.1-в) могут обусловить возникновение внутреннего напряжения, что вызывает растрескивание стекла. Поэтому холодильники Либиха нельзя изготовлять из нетермостойкого стекла.

Шариковый холодильник

Используется исключительно как обратный. Поскольку этот холодильник имеет шаровидные расширения, ток паров становится в нем турбулентным; охлаждающее действие такого холодильника значительно выше, чем у холодильника Либиха. Однако на внешней его поверхности также конденсируется атмосферная влага и место спая А также является опасным. Подача охлаждающего агента производится снизу-вверх. Через шариковый холодильник удобно вставлять ось мешалки, вводить в реактор различные вещества, хорошо смываемые в колбу конденсатом и подогреваемые им. Обычно число шариков у таких холодильников колеблется от 3 до 8. Во избежание захлебывания, когда конденсат не успевает стекать обратно в колбу с кипящей жидкостью, обратный шариковый холодильник устанавливают в наклонном положении, но наклон не должен быть слишком большим, чтобы конденсат не скапливался в шарах. Скопление конденсата приводит к уменьшению эффективной охлаждающей поверхности холодильника.

Змеевиковый холодильник

Никогда не используется как обратный, так как конденсат, который недостаточно хорошо стекает по сгибам змеевика, может быть выброшен из холодильника и послужить причиной несчастного случая. Змеевиковый холодильник, установленный вертикально, является наиболее эффективным нисходящим холодильником, особенно для низкокипящих веществ.

Холодильник Штеделера

Модификация змеевикового холодильника, в котором охлаждающий сосуд может быть заполнен смесью льда с поваренной солью, твердой углекислотой с ацетоном и т. д. Такой холодильник можно применять для конденсации веществ, кипящих при очень низких температурах.

Холодильник Димрота

Очень эффективный обратный холодильник. Его также используют в качестве нисходящего если можно пренебречь относительно большими потерями дистиллята на змеевике. Спай змеевика с рубашкой А находится вне зоны с большим перепадом температур, поэтому, применяя такой холодильник при работе с жидкостями, кипящими выше 160°С, можно не опасаться осложнений. Поскольку внешней рубашкой холодильника является воздух при комнатной температуре, на ее поверхности не конденсируется атмосферная влага (см. выше). Правда, низкокипящие вещества могут «ползти» по внутренней стороне рубашки и тем самым «протаскивать» зону охлаждения. Холодильник Димрота поэтому не подходит в качестве обратного для сравнительно низкокипящих веществ, например для эфира. У верхнего открытого конца холодильника на подводящих воду шлангах легко конденсируется атмосферная влага, поэтому его снабжают хлоркальциевой трубкой.

Погружной холодильник -«охлаждающий палец»

Этот обратный холодильник особой формы (его можно специально не закреплять в системе охлаждения) используется прежде всего в приборах для полумикрометодов. Если «охлаждающий палец» введен в реакционный сосуд на пробке прибор не должен быть герметичным.

Монтаж

Химические холодильники могут использоваться либо как обратные, либо как нисходящие (различаются положением и способом закрепления при установке прибора).

Верхнюю часть холодильника присоединяют к колбе Вюрца, насадке Вюрца или трубке, отходящей от колбы, в которой имеется исходная смесь. Нижнюю часть соединяют с аллонжем , через который продукт синтеза или перегонки поступает в приёмник.

Следует отдельно заметить, что охлаждающий агент (вода) подается исключительно снизу вверх. При подаче хладоагента сверху-вниз заполнение рубашки холодильника будет неполным, что сделает охлаждение неэффективным. Кроме того при такой подаче холодильник может выйти из строя (треснуть) из-за локальных перегревов рубашки.

• Воскресенский, П. И. Техника лабораторных работ: руководство / П. И. Воскресенский. - 10-е изд., стер. М.: Химия, 1973. 717 стр.

Холодильник шариковый ХШ разработан для теплообмена двух потоков, охлаждения и конденсации паров жидкости. Используется исключительно как обратный, так как имеет шаровидные расширения внутри внешней колбы. При конденсации пары в холодильнике становятся турбулентным. Этот тип холодильника обладает более высокими охлаждающими свойствами, в значительной степени превышающими показатели холодильников типа «Либиха».

Особенности использования

Подача охлаждающего агента осуществляется снизу вверх. Шариковое устройство позволяет вставить в него ось мешалки, а также вводить в реактор разные вещества. Обычно число шаров колеблется от 2 до 8.

При использовании шариковый холодильник устанавливают в наклонном положении. Это позволяет избежать захлебывания, при этом наклон не должен быть значительным иначе конденсат не успеет стечь обратно в колбу. Скопление конденсата влияет на эффективность охлаждения.

В нашем интернет магазине вы можете купить, следующие виды шариковых холодильников:

• длина от 20 до 40 см;
• количество шаров — 2, 6, 8;
• соединение вход/выход — 14/23, 29/32, 45/40 и без шлифов.

Преимущества шарикового холодильника

1. Особая шариковая конструкция дает холодильнику внушительную поверхность теплообмена.
2. Малое сопротивление парам позволяет получить больше самогона высокой крепости.

Обратный холодильник купить можно на этой странице.

чем отличается прямой холодильник для перегонки от обратного? и получил лучший ответ

Ответ от Ariel[новичек]
принципиально они мало отличаются один от другого. если речь идет о лабораторном варианте, то прямой холодильник, как правило, представляет собой прямую трубку с водяной "рубашкой". пары поступают в него сверху, конденсируются, и конденсат вытекает в приемник с нижнего конца. может устанавливаться наклонно или вертикально. это устройство изобрел в 19 веке немецкий химик Иоганн Юстус фон Либих, поэтому его еще называют "холодильник Либиха". предназначен для простой перегонки жидкостей, а также разделения их смесей, в последнем случае часто дополнительно используется дефлегматор.
обратный холодильник предназначен для конденсации паров кипящей жидкости и возвращения ее в сосуд, в котором она кипит. при этом пары поступают в нижнюю часть холодильника, через нее же стекает конденсат. устройство аналогично холодильнику Либиха, но для повышения эффективности устройства внутренняя прямая трубка заменяется на трубку сложной формы с бОльшей площадью поверхности ("шариковый" холодильник), кроме того, дополнительно к водяной "рубашке" или вместо нее может быть установлен внутренний змеевик. верхний конец обратного холодильника должен иметь сообщение с атмосферой.
в принципе, практически любой прямой холодильник может быть использован в качестве обратного, при условии, что его эффективность и внутренний диаметр достаточны для конденсации необходимого количества паров. обратный холодильник принципиально тоже может быть использован в качестве прямого в случае такой необходимости, однако необходимо учитывать, что в неровностях внутренней поверхности может задерживаться жидкость, что может привести к снижению эффективности разделения. лучше не использовать обратный холодильник в качестве прямого при вакуумной дестилляции.
в настоящее время почти все холодильники, как прямые, так и обратные, снабжены шлифами с обох концов, поэтому при их установке обычно не возникает трудностей.

Ответ от Alexander Goponenko [гуру]
У обратного холодильника сконценсированные пары возвращаются обратно в реактор. Используется при проведении реакции при высокой температуре. В качестве альтернативы можно было бы вести реакцию в герметичном сосуде, но тогда давление может стать высоким (вплоть до взрыва) .
Прямой холодильник используется для перегонки - отделение низкокипящего компонента от высококипящего.
Конструктивные отличия отражают назначение. Обратный холодильник как правило стоит вертикально, и жидкость должна стекать обратно вниз. Прямой холодильник как правило располагают под наклоном, сконденсированная жидкость должна вытекать с другой стороны и не накапливаться в холодильнике

Холодильник - получить на Академике действующий промокод Корпорация Центр или выгодно холодильник купить со скидкой на распродаже в Корпорация Центр

Змеевик (техника) - У этого термина существуют и другие значения, см. Змеевик. Медный змеевик для охлаждения воды в промышленных процессах. Змеевик длинная металлическая, стеклянная, фарфоровая (керамиче … Википедия

Химические холодильники - Установка для перегонки с нисходящим холодильником Либиха (5) Холодильник (химия) лабораторный прибор для конденсации паров жидкостей при перегонке или нагревании (кипячении). Используют для отгонки растворителей из реакционной среды, для… … Википедия

Крекинг - (Cracking) Определение крекинга, история возникновения крекинга Определение крекинга, история возникновения крекинга, виды крекинга Содержание Содержание Определение История Общие Каталитический Термический крекинг Определение Крекинг - это … Энциклопедия инвестора

Дистилляция - Устройство простейшего перегонного аппарата. 1 Нагревательный элемент 2 Перегонный куб 3 Отводная трубка или насадка Вюрца 4 Термометр 5 Хо … Википедия

Список стеклянной лабораторной посуды и стеклянного лабораторного оборудования - Эта страница информационный список. См. также основную статью: лабораторная посуда В список входит стеклянная лабораторная посуда, а также простейшие аппараты и приборы в виде стеклянной посуды … Википедия

Эфирные масла*

Эфирные масла - Под общим названием Э. масел собирают большое количество веществ, имеющих, в сущности, общего только то, что они все образуются в растениях и обладают запахом, да и то это последнее качество надо принять с оговоркой. Некоторые Э. масла не… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

Соединённые Штаты Америки - (США) (United States of America, USA). I. Общие сведения США государство в Северной Америке. Площадь 9,4 млн. км2. Население 216 млн. чел. (1976, оценка). Столица г. Вашингтон. В административном отношении территория США … Большая советская энциклопедия

Советский образ жизни - распространённое в СССР словосочетание, обозначающее устоявшуюся, типичную для социальных отношений форму индивидуальной, групповой жизни и деятельности граждан СССР, характеризующую особенность их общения, поведения и склада мышления в различных … Википедия

ТЕРМОДИНАМИКА - раздел прикладной физики или теоретической теплотехники, в котором исследуется превращение движения в теплоту и наоборот. В термодинамике рассматриваются не только вопросы распространения теплоты, но и физические и химические изменения, связанные … Энциклопедия Кольера