Обратный холодильник — это лабораторная посуда, предназначенная для охлаждения паров. Он состоит из стеклянной трубки, заключенной в стеклянный цилиндр. Трубка соединяет ректификационную колонну с колбой и несет горячие пары, образующиеся при нагреве. Вода содержится в стеклянном цилиндре; вода закачивается в цилиндр и из него через боковые ответвления. Вода охлаждает пар внутри трубки и конденсирует его. Есть два типа дефлегматоров.
Когда пар конденсируется, он возвращается в реакционную колбу. Это уменьшает количество растворителя, которое теряется во время реакции. Кроме того, реакцию можно проводить в течение длительного периода времени, поскольку растворитель возвращается обратно в реакционную колбу.
Конденсатор в основном используется в процессе дистилляции. Дистилляция – это разделение двух жидкостей путем нагревания. Жидкость с более низкой температурой кипения испарится первой. Он снова превращается в жидкость внутри конденсатора. Если холодильник осаждает жидкость обратно в реакционную колбу, он называется обратным холодильником.
Существует два типа дефлегматоров: с воздушным охлаждением и с водяным охлаждением. Обычные обратные холодильники с воздушным охлаждением включают воздушный конденсатор и конденсатор Вигре. Холодильник Либиха — простейший обратный холодильник с водяным охлаждением. Конденсатор Димрота и холодильник Грэма — это два других дефлегматора с водяным охлаждением.
Обратный холодильник с воздушным охлаждением имеет только одну стеклянную трубку, и пары конденсируются на стекле, поскольку они охлаждаются воздухом. Некоторые обратные холодильники с воздушным охлаждением заполнены стеклянными шариками, чтобы облегчить процесс конденсации. Конденсатор Vigreux имеет ряд углублений, предназначенных для увеличения площади поверхности, доступной для конденсации пара.
Обратный холодильник с водяным охлаждением имеет две стеклянные трубки. По внутренней трубе идет горячий пар, а по внешней — вода. Для охлаждения пара используется вода. Конденсатор Либиха имеет прямую внутреннюю трубку, а конденсатор Грэма имеет спиральную внутреннюю трубку. Внутри конденсатора Димрота имеется двойная спиральная трубка.
Как правило, вода используется для охлаждения пара в водоохлаждаемых обратных холодильниках, но есть и другие растворители, которые можно использовать для охлаждения пара. К ним относятся этанол и смесь сухого льда и ацетона. Эти растворители обычно используются, когда в реакции участвуют жидкости, кипящие при температуре ниже 32° F (0° C).
Перед изучением более широкого назначения дефлегматоров может быть полезным краткий обзор процесса испарения. Применение тепла к жидкости в конечном итоге превращает ее в газообразную форму. Это происходит при определенной температуре кипения. Например, вода кипит при температуре 212° по Фаренгейту на уровне моря при атмосферном давлении около 1000 миллибар. Тепло заставляет молекулы жидкости вибрировать быстрее и улетучиваться в воздух.
Как упоминалось ранее, обратный холодильник помогает вернуть пары обратно в жидкую форму. Вы также можете увидеть термин «обратный конденсатор», потому что это, по сути, то, что они делают — отбрасывают пары обратно в жидкость. В противном случае молекулы пара могут остаться в местной атмосфере. В случае с водой это может повлиять на уровень влажности. В более широком смысле испаряющаяся вода включает в себя облака, которые позже выделяют осадки в рамках водяного цикла нашей планеты. .
Химики и инженеры используют обратные холодильники, когда им нужно ускорить определенные термические реакции. Обратные холодильники позволяют им продолжать термические реакции без потери большего количества растворителя, чем необходимо. Они могут поддерживать постоянные контролируемые высокие температуры во время этих термических реакций в течение более длительных периодов времени. Это необходимо в лабораторных и промышленных условиях при органическом синтезе, преднамеренном создании органических соединений.
