當前位置:上海滬鼎生物科技有限公司>>技術文章>>滬鼎生物|檢測過程中常用的加熱與冷卻方式
為了加速有機反應,往往需要加熱,從加熱方式來看有直接加熱和間接加熱。在有機實驗室里一般不用直接加熱,例如用電熱板加熱圓底燒瓶,會因受熱不均勻,導致局部過熱,甚至導致破裂,所以,在實驗室安全規(guī)則中規(guī)定禁止用明火直接加熱易燃的溶劑。為了保證加熱均勻,一般使用熱浴間接加熱,作為傳熱的介質有空氣、水、有機液體、熔融的鹽和金屬。
根據(jù)加熱溫度、升溫速度等的需要,常采用以下手段:
一、空氣浴
這是利用熱空氣間接加熱,對于沸點在80℃以上的液體均可采用,把容器放在石棉網(wǎng)上加熱,這就是空氣浴。但是受熱仍舊不均勻,故不能用于回流低沸點易燃的液體或者減壓蒸餾。半球形的電熱套是屬于比較好的空氣浴,因為電熱套中的電熱絲是玻璃纖維包裹著較安全,一般可加熱至400℃,電熱套主要用于回流加熱。蒸餾或減壓蒸餾以不用為宜,因為在蒸餾過程中隨著容器內物質逐漸減少,會使容器壁過熱。電熱套有各種規(guī)格,取用時要與容器的大小相適應。為便于控制溫度,要連調壓變壓器。
二、水浴
當加熱的溫度不超過100℃時,使用水浴加熱,水浴為較常用的熱浴。但必須強調的是,當用于鉀和鈉的操作時,決不能在水浴上進行,使用水浴時,勿使容器觸及水浴器壁或其底部,如果加熱溫度稍高于100℃,則可選用適當無機鹽類的飽和水溶液作為熱溶液。由于水浴中的水不斷蒸發(fā),適當時添加熱水,使水浴中水面經(jīng)常保持稍高于容器內的液面??傊褂靡后w熱浴時,熱浴的液面應略高于容器中的液面。
三、油浴
適用100-250℃,優(yōu)點是使反應物受熱均勻,反應物的溫度一般低于油浴液20℃左右。
常用的油浴液有:
①甘油:可以加熱到140-150℃,溫度過高時則會分解。
②植物油:如菜油、bi麻油和花生油等,可以加熱到220℃,常加入1%對苯二酚等抗氧化劑,便于久用,溫度過高時則會分解達到閃點時可能燃燒起來,所以,使用時要小心。
③石蠟:能加熱到200℃左右,冷到室溫時凝成固體,保存方便。
④有機硅油:可以加熱到200℃左右,溫度稍高并不分解,但較易燃燒。用油浴加熱時,要特別小心,防止著火,當油受熱冒煙時,應立即停止加熱。油浴中應掛一支溫度計,可以觀察油浴的溫度和有無過熱現(xiàn)象,便于調節(jié)火焰控制溫度。油量不能過多。否則受熱后有溢出而引起火災的危險。使用油浴時要極力防止產(chǎn)生可能引起油浴燃燒的因素。加熱完畢取出反應容器時,仍用鐵夾夾住反應容器使其離開液面懸置片刻,待容器壁上附著的油滴完后,用紙和干布揩干之。
四、砂浴
砂浴一般是用鐵盆裝干燥的細海砂(或河沙),把反應容器半埋砂中加熱。加熱沸點在80℃以上的液體時可以采用,特別適用于加熱溫度在220℃以上者,但砂浴的缺點是傳熱慢,溫度上升慢,且不易控制,因此,砂層要薄一些。砂浴中應插入溫度計。溫度計水銀球要靠近反應器。
五、金屬浴
選用適當?shù)牡腿酆辖?,可加熱?50℃左右,一般都不超過350℃。否則,合金將會迅速氧化。
冷卻與冷卻劑
在有機實驗中,有時須采用一定的冷卻劑進行冷卻操作,在一定的低溫條件下進行反應,分離提純等。例:
①某些反應要在特定的低溫條件下進行的,才利于有機物的生成,如重氮化反應一般在0℃-5℃進行;
②沸點很低的有機物,冷卻時可減少損失;
③要加速結晶的析出;
④高度真空蒸餾裝置(一般有機實驗很少運用)。
根據(jù)不同的要求,選用適當?shù)睦鋮s劑冷卻,zui簡單的是用水和碎冰的混合物,可冷卻至0℃-5℃,它比單純用冰塊有較大的冷卻效能。因為冰水混合物與容器的器壁充分接觸。若在碎冰中酌加適量的鹽類,則得冰鹽混合冷卻劑的溫度可在0℃以下(例:普通常用的食鹽與碎冰的混合物(33:100),其溫度可由始溫-1℃降至-21.3℃。但在實際操作中溫度約-5℃~-18℃。冰鹽浴不宜用大塊的冰,而且要按上述比例將食鹽均勻撤布在碎冰上,這樣冰冷效果才好。)
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