ROSENKRANZKÜHLMITTEL: WOFÜR ES IST UND WAS ES VERWENDET - CHEMIE - 2025

Der Kältemittel-Rosenkranz ist ein von Felix Allihn entworfenes Material mit einer Reihe von Blasen, um die Oberfläche in Kontakt mit dem durch die Außenkammer fließenden Wasser zu vergrößern. Somit wird die Wärmeübertragung vom Inneren der Blasen zum Wasser erhöht, wodurch eine effiziente Kondensation der Lösungsmitteldämpfe sichergestellt wird.

Das Auftreten des Kühlmittels aufgrund des Vorhandenseins der Blasen deutete auf die Namen von Rosenkranz oder Kugelkühlmittel hin. Es wird auch Allihns Kältemittel genannt.

Quelle: Quantockgoblin über Wikipedia

Allihn entwarf sein Kühlmittel als Reaktion auf ein geradwandiges Liebig-Kühlmittelproblem. Dieses Kältemittel oder dieser Kondensator war in Lösungsmitteln mit niedrigem Siedepunkt wie Ether nicht wirksam. Allihns Lösung war einfach: Erhöhen Sie die innere Oberfläche durch das Vorhandensein einer Reihe von Blasen im inneren Rohr.

Die beiden am häufigsten verwendeten Kältemittel in Rückflussvorrichtungen sind das Rosenkranz-Kältemittel und das Spulen-Kältemittel, auch Graham-Kältemittel genannt.

Obwohl im Allgemeinen Rosenkranzkühlmittel verwendet wird, ist es bei Lösungsmitteln mit sehr niedrigem Siedepunkt zweckmäßig, Spulenkühlmittel zu verwenden, da diese eine effizientere Kühlung ermöglichen. Dies ist der Fall bei Diethylether mit einem Siedepunkt von 35 ° C und Pentan (35-36 ° C).

Wofür ist Rosenkranzkühlmittel?

Quelle: Von GYassineMrabetTalk✉ Der Quellcode dieser SVG ist gültig. Dieses Vektorbild wurde mit Inkscape erstellt. , aus Wikimedia Commons Das Rosenkranzkühlmittel wird hauptsächlich in der Rückflussmethode verwendet. Die meisten Reaktionen, die erhitzt werden müssen, werden unter Rückfluss durchgeführt. Dies besteht darin, ein Lösungsmittel in einem Kolben mit den Reagenzien zu erhitzen, die an einer Reaktion teilnehmen.

Die Öffnung des Kolbens, normalerweise aus gemahlenem Glas, passt in eine der Öffnungen des Kältemittels. Die Montage erfolgt so, dass das Kühlmittel vertikal ist (oberes Bild).

Es wird empfohlen, dass das Wasser über einen Gummi- oder Kunststoffschlauch, der mit seinem unteren Teil verbunden ist, in den äußeren Teil des Kühlmittels gelangt. Das Wasser fließt durch den gesamten Teil, der das Innere des Kühlmittels umgibt, und tritt durch den oberen Teil aus, um eine stärkere Wärmeübertragung auf das Wasser zu gewährleisten.

Das Erhitzen des Kolbens mit dem Lösungsmittel und den Reagenzien erfolgt unter Verwendung einer Heizplatte oder einer Decke für den gleichen Zweck. Diese Geräte verfügen über einen Mechanismus zur Regulierung der von ihnen zugeführten Wärmemenge.

Beginn des Aufwärmens

Während sich das Lösungsmittel erwärmt, beginnt sich Dampf zu bilden, der oben am Heizkolben aufsteigt, bis er das Kältemittel erreicht.

Während es durch das Kältemittel wandert, kommt der Lösungsmitteldampf mit den Innenwänden des Kältemittels in Kontakt und beginnt seine Kondensation.

Kondensation

Die Kondensation beruht auf der Tatsache, dass die Innenwand des Kondensators in Form von Blasen mit dem zirkulierenden Wasser in der externen Kältemittelkammer in Kontakt steht.

Das Wasser verhindert, dass die Temperatur der Innenwand ansteigt, hält sie konstant und lässt somit die Temperatur des Dampfes, der durch das Kältemittel eintritt, sinken.

Wenn der Lösungsmitteldampf kondensiert und in seinen flüssigen Zustand zurückkehrt, gleiten die Lösungsmitteltröpfchen aus dem Kältemittel in den Heizkolben.

Dieses Verfahren minimiert den Lösungsmittelverlust aufgrund von Lecks im gasförmigen Zustand. Außerdem muss sichergestellt werden, dass die im Kolben ablaufende Reaktion ein konstantes Volumen aufweist.

Reaktionen bei höheren Umgebungstemperaturen

Das Rosario-Kältemittel wird bei Reaktionen empfohlen, die bei einer Temperatur auftreten, die höher als die Umgebungstemperatur ist, da unter diesen Bedingungen ein erhebliches Volumen des Lösungsmittels verloren gehen würde, wenn keine ausreichende Kondensation seiner Dämpfe vorhanden wäre.

Durch kontinuierliches Abkühlen des als Flüssigkeit in den Kolben zurückgeführten Lösungsmitteldampfes ermöglicht das Rückflussverfahren das Erhitzen des chemischen Reaktionsmediums für eine lange Zeit, wodurch die Effizienz der chemischen Reaktion erhöht wird.

Viele organische Verbindungen haben niedrige Siedepunkte, so dass sie keinen hohen Temperaturen ausgesetzt werden können, da sie verdampfen würden. Wenn kein Kältemittel verwendet würde, würde die Reaktion nicht vollständig ablaufen.

Durch Rückfluss kann die Reaktionstemperatur wie bei der organischen Synthese erhöht werden, wodurch die Reaktionsgeschwindigkeit erhöht wird.

Kältemittelflüssigkeiten

Neben Wasser werden in Kondensatoren oder Kältemitteln auch andere Flüssigkeiten verwendet. wie gekühltes Ethanol, das thermostatisch gekühlt werden kann.

Durch die Verwendung anderer Flüssigkeiten als Wasser kann das Kühlmittel auf eine Temperatur unter 0 ° C abkühlen. Dies ermöglicht die Verwendung von Lösungsmitteln wie Dimethylether mit einem Siedepunkt von -23,6ºC.

Das Rosenkranzkältemittel wird hauptsächlich im Rückfluss verwendet, was die Durchführung von Reaktionen begünstigt, die erhitzt werden müssen. Das gleiche Gerät kann jedoch in einfachen Destillationsprozessen verwendet werden.

Anwendungen

Destillation

Die Destillation ist das Verfahren, mit dem eine reine Flüssigkeit von einer Mischung von Flüssigkeiten mit unterschiedlichen Siedepunkten getrennt wird. Beispielsweise wird häufig eine Destillation verwendet, um Ethanol von Wasser zu trennen.

Unterschiedliche Flüssigkeiten haben unterschiedliche Kohäsionskräfte. Daher haben sie unterschiedliche Dampfdrücke und sieden bei unterschiedlichen Temperaturen. Die Bestandteile eines flüssigen Gemisches können durch Destillation abgetrennt werden, wenn ihre Siedepunkte ausreichend unterschiedlich sind.

Flüssige Dämpfe, ein Produkt der Erwärmung, kondensieren im Kältemittel und werden gesammelt. Zunächst siedet die Flüssigkeit mit einem niedrigeren Siedepunkt, sobald die gereinigte Flüssigkeit kondensiert und gesammelt wurde, wird die Destillationstemperatur allmählich erhöht und die flüssigen Komponenten der Mischung werden gesammelt.

Rückfluss

Die Verwendung der Rückflussmethode wurde zum Beispiel bei der Isolierung von Substanzen verwendet: Unter Verwendung der Fest-Flüssig-Extraktionstechnik war es möglich, die Wirkstoffe aus Pflanzengeweben zu erhalten.

Das Lösungsmittel wird unter Rückfluß erhitzt und fällt beim Kondensieren auf eine poröse Kartusche, die die verarbeitete Probe enthält. Während der Verdunstung sammelt sich Lösungsmittel mit den zu reinigenden Bestandteilen des Pflanzengewebes an.

Spezifisch

-Die direkte Rückflussextraktion wurde bei der Extraktion von Fettsäuren verwendet. Ethanol und 30 g des Analyten werden verwendet, wobei das Lösungsmittel in einem Kolben erhitzt wird. Der Rückfluss wird 45 Minuten lang durchgeführt, um die Fettsäuren zu extrahieren. Die Ausbeute betrug 37,34%.

- Bei der Synthese einfacher Ester wie Ethylacetat werden Rückfluss, einfache Destillation und Destillation mit Rektifikation kombiniert.

-Das Rosenkranzkühlmittel wurde bei der Reaktion des Einbaus von Brom zu Alkenen in kochendem Wasser verwendet. Bei dieser Reaktion ist jedoch Br verloren gegangen.

Verweise

1. Quiored. (sf). Rückfluss, einfache Destillation und Rektifikationsdestillation: Synthese von Ethylacetat. . Wiederhergestellt von: ugr.es.
2. Wikipedia. (2018). Kondensator (Labor). Wiederhergestellt von: en.wikipedia.org
3. Die Wissenschaftsfirma. (2018). Allihn Kondensator, 24/40, 300 mm. Wiederhergestellt von: sciencecompany.com
4. Sella A. (28. April 2010). Classic Kit: Allihn Kondensator. Die Royal Society of Chemistry. Wiederhergestellt von: chemistryworld.com
5. Merriam-Webster. (2018). Allihn Kondensator. Wiederhergestellt von: merriam-webster.com