Взехте бира със себе си на похода, но по маршрута нямаше поток със студена вода и студът свърши. Как бързо да охладите бира или други напитки, и в същото време не с няколко градуса, както се прави чрез изпаряване, а по такъв начин, че наистина да охладите напитката и да се насладите на топлината? За да направите това, трябва да вземете със себе си изключително компактен химически хладилник, който можете да подготвите предварително и винаги да имате под ръка необходимия заряд за охлаждане на храна, замразяване на синини и други нужди.

Студът ще помогне при: натъртвания, навяхвания, фрактури, изкълчвания, отоци, изгаряния, ухапвания от насекоми, топлинен удар, възпаление, необходимост от спиране на кървенето (от носа), необходимост от охлаждане на храната.

Метод за получаване на химически студ

За да го приготвите, се нуждаете от вода и амониев нитрат - обикновен тор. Лесно е да се намери в магазин за цветя и е евтин, така че вашият спешен хладилник ще бъде рентабилен.

Масовото съотношение вода и нитрат е 60% до 40%, обемът е 1:1. Разбъркайте тази смес в бутилка. Когато се разтварят във вода, нитратите поглъщат голямо количество топлина. Ако солта, когато се разтвори, понижи температурата с 3 градуса, тогава същото количество нитрат с 23 градуса! Хладилникът е химически готов за употреба. Ако замразите наполовина пълна бутилка с вода и след това я напълните със селитра (не е необходимо да я смилате), тогава получаваме дълготраен източник на студ.

Друга страхотна идея. По време на похода можете да си направите хладилник, като използвате постелка за къмпинг и бутилка смес. В подходящия момент активираме сместа и я увиваме в килим, а отворените краища затваряме с парцал или резервни дрехи.

Използваната смес трябва да се разреди силно с вода, преди да се излее, ако не искате да навредите на растенията.

Относно термос, как да си направим такъв от бутилка.

Експериментирайте с химически генериран студ

Смесете 100 g сняг или лед с 33 g каменна сол - температурата на получената смес ще падне до -20 ° C. Ако смесите 100 g сняг или лед със 100 g калиев нитрат, температурата на сместа ще спад до -30 ° C. Температурата на охлаждащата смес, състояща се от 100 g сняг (или лед) и 150 g калиев хлорид хидрат достига -45 ° C. Но какво да кажем за лятото, когато няма сняг и лед ? В топлия сезон можете да използвате такива химически съединения, които, разтваряйки се във вода, абсорбират топлината, като по този начин помагат за намаляване на температурата на водата до - 35 ° C. Разбира се, водата трябва да е студена и трябва да се вземат изброените по-долу съединения в следното съотношение (тегловно) по отношение на водата:

амониев хлорид 3
натриев нитрат 5
амониев нитрат 10
натриев сулфид + солна киселина 40
тиоцианат амониев или калиев 15

За да се избегнат големи загуби на студ, препоръчително е разтворът да се приготви в термос.

Когато приключите, изсипете разтвора в чаша и отстранете водата от нея чрез изпаряване. Веществото, останало след изпаряване, може да се използва повторно за експерименти.

От тази статия ще стане известно какво представляват химическите хладилниципо принципа на действие, по дизайн, а също и какво се използва като охладител.

Химически хладилникТова е лабораторен апарат, използван за събиране на кондензат по време на извличане или отделяне на отделни фракции от течност, както и един от елементите на инсталации за изследване на различни вещества.

По правило това е устройство, изработено от стъкло. Това е съд, в който се получава конденз, плюс охладителен кръг. Охлаждащата течност може да бъде въздух, вода или специални хладилни агенти, включително твърди.

Според принципа на действие химическите хладилници могат да бъдат:

• прав;
• обратен;
• универсален.

Директен хладилник (наричан още надолу)Използва се за разделяне на течността на нискокипящи и висококипящи компоненти.

Обратен хладникизползвани по време на високотемпературни реакции, като парата се връща в реактора (стъклена колба). Разбира се, кипенето може да се извърши в запечатан съд, но тогава има голяма вероятност реакторът да експлодира поради високо налягане.

Предназначението на тези две устройства се определя от тяхната конструктивна разлика. Обратният хладник е монтиран вертикално над колбата с вряща течност, така че парата да тече надолу след кондензация. Директният хладилник е монтиран под ъгъл, така че течността от него да може свободно да се оттича в приемника.

Универсалните уреди са проектирани по такъв начин, че да могат да се използват като директни и обратни хладилници.

Видове хладилници в зависимост от видовете съдове-кондензатори

Като цяло, според техните конструктивни характеристики, се разграничават четири вида химически охладителни устройства. Нека разгледаме характеристиките на всеки от тях.

Хладилник Liebig

Други имена на този охладител отгоре надолу са: охладител с директен поток или охладител с права тръба (CST). Изобретен е от немския учен химик Юстус фон Либих. Конструкцията на апарата се състои от две стъклени тръбички, запечатани една в друга. Вътрешната тръба е пълна с пари от кипяща течност, а течаща вода циркулира във външната тръба.

Този дизайн е широко използван и може да бъде част от устройство за проста или вакуумна дестилация.

Хладилник Алина

Друго име - "топка" устройство, получено от формата на вътрешната тръба, напомняща топки, свързани последователно. Този дизайн ви позволява да увеличите топлообменната площ и да увеличите производителността. Но тъй като при наклонената си инсталация може да се натрупва кондензат в топките, хладилникът Allina може да работи само като реверс.

Серпентин хладилник

Лорън Р. Греъм промени дизайна на най-простия химически хладилник по различен начин, като постави стъклена намотка вътре в тръбата. Кондензацията в него настъпва много по-бързо, отколкото при директен поток или топка, но устройството може да се използва само като надолу поради капилярния ефект.

Един вид спирален хладилник е охладителното устройство Staedeler. Тук като охлаждащ агент се използва лед с готварска сол или твърд въглероден диоксид с ацетон. Използва се за течности с ниска точка на кипене.

Дефлегматор на Димрот

Дизайнът е подобен на спиралния (спирален) хладилник, но дефлегматорът Dimroth има малко по-различен принцип на работа.

Този хладилник е колба с водно охладена спирала вътре. Завоите на спиралата могат да бъдат разглобени или плътно навити в зависимост от приложението. Течните пари кондензират по спирала и се изпускат през отвора на дъното на колбата. Температурата се регулира лесно благодарение на връзката с термометъра, разположена в горната част на колбата.

Finger хладилник

Този апарат се нарича още "охлаждащ пръст" или потопяем хладилник. Има редица предимства: компактни размери, няма нужда от специално фиксиране в охладителната система

Охладители за въздух и вода

В зависимост от използвания охладител, охладителните устройства се разделят на въздушни и водни.

Въздушният охладител може да се използва в химическата промишленост за синтез на каучук, алкохол, ректификация на масло в райони с ограничени водни ресурси или за намаляване на разходите за почистване, изпомпване и омекотяване на вода. Такива устройства са лесни за поддръжка, не изискват големи разходи за ремонт и поддръжка, а също така имат по-дълъг експлоатационен живот в сравнение с водните охладители.

Ако реакцията на конденз се случи при температури над 150 ° C, тогава охлаждането с вода ще доведе до напукване на стъклото поради рязък спад на температурата. В този случай се използва въздушен охладител. По дизайн може да бъде с директен поток или топка.

Апаратът за водно охлаждане използва течаща вода като хладилен агент. Използва се не само в лабораторни експерименти, но и в индустрията или медицината, например за получаване на дестилирана вода. Произвеждат се във всеки от горните дизайни.

Важно: независимо от конструкцията на хладилника, вода или друг необходим хладилен агент се подава в кондензатора отдолу нагоре, така че кожухът да се напълни напълно и работата на устройството е ефективна.

Заключение

Химията намери широко приложение в ежедневието на съвременния човек. Не само съвременните домакини използват реакцията на взаимодействие на сода и киселина, за да придадат разкош на печените изделия, но и лабораторното оборудване е намерило своето приложение. Например химическите хладилници се използват от тези, които предпочитат домашен алкохол за съхранение на алкохол.

Видео: Какво е директен и обратен хладилник | Единен държавен изпит по химия | Лия Менделеева

Видео: Преглед на обратния охладител

За кондензация на пари, в процесите на извличане и разделяне на течности на фракции, в инсталации за изследване на вещества, се използва химически хладилник. Това е стъклено лабораторно оборудване, устройство за охлаждане и кондензация на пари от различни вещества с охлаждаща среда. В най-простия случай външният въздух действа като охладител; най-често вода; понякога - специални хладилни агенти, включително твърди.

Като цяло хладилникът се състои от съд за кондензация на пари и охлаждащ контур. Най-простият въздушен охладител се състои от стъклена тръба, чиято охладителна риза е външен въздух.

Видове хладилници

Хладилниците за химически лабораторни инсталации обикновено се делят на директни и обратни. Има и универсални устройства, чийто дизайн позволява, в зависимост от нуждите, да се използва устройството като преден или обратен кондензатор.

За кондензиране на парите и събиране на кондензата в приемния съд се използва директен или насочен охладител. Монтира се по такъв начин, че кондензираните пари се отстраняват от реакционната система.

Над реакторния съд е монтиран обратен хладник, така че кондензатът да се връща в реакционната система - т.е. така че кондензатът да се стича обратно в съда на реактора - най-често това е стъклена колба.

Дизайн на хладилници

Има няколко дизайна на хладилници, с различни видове кондензаторни съдове, кожухи, начини на захранване и видове охладители. Нека изброим най-популярните видове хладилници:

- Liebig, охлаждан с течаща вода и кондензатор под формата на права стъклена тръба. Използва се като директен хладилник за проста дестилация на висококипящи течности (до 160 °). Дизайнът е взискателен към качеството на стъклото (само топлоустойчиво).
- Топчен тип, с кондензатор от няколко топкообразни разширения и охлаждане с вода. Прилага се само като обратна. Свързва се директно към реакционния съд, вертикално или под лек ъгъл. Много удобно за използване на бъркалка и добавяне на съставки към реакционната смес. Корпусът изпитва големи температурни спадове и изисква топлоустойчив дизайн.
- Серпентин, с кондензатор под формата на тръба-спирала и охлаждащ агент в кожух. Използва се само като отгоре надолу, за нискокипящи вещества, монтиран вертикално.
- Dimroth, с охладителна намотка, инсталирана вътре в права тръба с циркулиращи пари. Използва се като реверс, за висококипящи вещества (t> 160 ° C), може да се използва като низходящ. Много ефективен обратен хладник. Дизайнът е добър с това, че мястото, където бобината е заварена към кожуха, не изпитва големи температурни спадове.
- Тип патрон, с намотка за кондензация на пара и патрон за пълнене с твърда или течна охлаждаща среда (напр. хладилник Stedeler). Използва се за нискокипящи вещества като обратен хладник.
- Пръст, обратен, потопен в реакционен съд, с "пръст" вътре за подаване на охлаждаща течност.
- Сферичен Сокслет, с топка в центъра за охладител и пространство между топката и въздушна риза за кондензация на пари. Използва се като реверс за дестилация на висококипящи вещества.
- Friederichs, съчетаващ дизайна на хладилници Liebig и Dimroth. Кондензационните пари циркулират в пространството между напълнените с вода охладителни кръгове (намотка и външна обвивка). Много ефективно лабораторно устройство за разделяне на течности на фракции.

В онлайн магазина на Prime Chemicals Group можете да закупите различни видове хладилници, както и друго лабораторно стъкло, с доставка или самостоятелно вземане от Митищи. Гамата от лабораторно и медицинско оборудване е много широка, можете да закупите химически реактиви - в каталога има повече от триста артикула.

Директен хладилник (фиг. 26 б) се използва за дестилиране на разтворители от реакционната среда, за разделяне на смеси от течности на компоненти или за пречистване на течности чрез дестилация.

В инсталации за извършване на синтез, за ​​разтваряне на вещества се използва обратен хладник (фиг. 26 а). Парите, влизащи в обратния хладник, се охлаждат, кондензират и получената течност се връща обратно в реакционната колба.

Фигура 26. - Приложение на директен и обратен охладител.

Вода (фиг. 27) Въздух (фиг. 28)

Хладилниците се отличават с вида на охлаждащия агент, запълващ вътрешната "риза":

Топла вода с течаща вода;

Поливайте със застояла вода;

Въздух.

Въздушен охладител се използва за кондензиране на течни пари от
Т. кип. > 150 C, вода с течаща вода - с T. bip. течности< 120 С, водяной с непроточной водой - с Т. кип. жидкости от 120 до 150 С.

По структурата на вътрешната тръба

По дизайна на вътрешната тръба, охладителната риза и следователно охладителната повърхност, хладилниците се разграничават:

- "тръба в тръба";

топка;

Серпентин;

Комбинирани и др. (фиг. 29).

Използването на определен тип хладилник се диктува от необходимия интензитет на охлаждане.

а	б	v	Г	д	д	е	с
и	Да се	л	м	н	О	NS

Фигура 29. Хладилници с различни дизайни.

Въздушен охладител (фиг. 29 a, o)

Отнася се до най-простите хладилници по дизайн и представлява дълга стъклена тръба. Такъв хладилник се използва само при работа с висококипящи течности (точка на кипене> 150 ° С), тъй като охлаждащият ефект на въздуха е малък. Хладилникът може да се използва като напред или назад. Като обратно, такъв хладилник е неефективен: движението на течността съответства главно на ламинарен поток и веществото лесно се "изхвърля". Като отгоре надолу такъв хладилник може да се използва при ниска скорост на дестилация.

Хладилник Weigel-Liebig (по-често Либих, инж. Кондензатор на Либих)
(фиг. 29 б, р)

За първи път е предложен през 1771 г. от Вайгел и след това е използван
Liebig. Използва се главно като охладител отгоре надолу. Като обратен хладилник, той е неефективен, т.к има малка охлаждаща повърхност и ламинарен парен поток. За тази цел се използва за относително висококипящи (точка на кипене> 100 0 С) съединения. Тъй като атмосферната влага кондензира по външната повърхност на хладилника, която може да попадне вътре в колбата чрез капилярни течове в тънката секция, тънките секции на хладилника и колбата трябва да се смазват внимателно. Препоръчително е също да сложите маншет от суха филтърна хартия върху хладилника над секцията. По-висококипящите течности (T кипене> 160 0 С) в кръстовището на тръбите (фиг. 30) могат да причинят вътрешно напрежение, което да причини пукнатини или пълно разрушаване на стъклото.

Фигура 30. Места на възможни пукнатини при рязък температурен спад

Коефициентът на топлопреминаване за хладилници Liebig с дължина от 300 до 1000 mm варира от 105 до 35 W / (m2 K), т.е. намалява с увеличаване на дължината на хладилника.

Хладилникът Liebig може да изпълнява и функциите на въздушен хладилник, ако е поставен вертикално и парата на висококипяща течност се насочва в кожуха през горния клон, а кондензатът се взема от долния. В резултат на нагряването в централната тръба ще се появи непрекъснат вертикален поток от студен въздух. В този случай най-ефективните охладители са с по-широка централна тръба и възможно най-малък диаметър на околното яке.

Хладилник Веста(Английски Западен кондензатор) (фиг. 29 в)

Това е модификация на хладилника Liebig, разликата от която е по-малкото разстояние между вътрешната и външната тръба, което дава възможност да се увеличи скоростта на движение на охлаждащия агент. Хладилникът Vesta има два пъти по-висок коефициент на топлопреминаване от хладилника Liebig и е по-ефективен за охлаждане на парите на нискокипящи течности.

Хладилник с топки Allina (Английски Allihn кондензатор) (фиг.29 г)

Това е типичен обратен хладник. Поради по-голямата охладителна повърхност, хладилниците Allin са по-къси от хладилниците Weigel-Liebig. Удобно е оста на бъркалката да се вмъкне през топков охладител, да се въвеждат различни вещества в реактора, които се отмиват добре в колбата от кондензат и се нагряват от него. Обикновено броят на топчетата в такива хладилници варира от 3 до 8. По ефективност като рефлуксен хладилник, хладилникът Allin е по-нисък от хладилника Dimroth (фиг. 29 g, h ), издържа на значителни температурни разлики. За да се избегне наводняване, когато кондензатът няма време да се отцеди обратно в колбата с вряща течност, обратният хладник се монтира в наклонено положение, но наклонът не трябва да е твърде голям, за да не се натрупва кондензат в топките. Натрупването на конденз води до намаляване на ефективната охладителна повърхност на хладилника.

Серпентин хладилник(хладилник Graham)

(английски Graham condenser) (фиг. 29 d, f)

Никога не се използва като реверс. кондензът, който не се оттича добре по гънките на бобината, може да бъде изхвърлен от хладилника и да причини злополука. Вертикално монтираният охладител на намотка е най-ефективният охладител надолу по веригата, особено за нискокипящи течности.

Хладилникът на Димрот (английски Dimroth кондензатор), (фиг. 29 g, h)

Много ефективен обратен хладник. Той има най-висок коефициент на топлопреминаване, достигащ 120 W / (m 2 K). Може да се използва и като надолу по веригата, ако относително големите загуби на дестилат в намотката могат да бъдат пренебрегнати. Свързването на бобината с кожух е извън зоната с голяма температурна разлика, следователно, използвайки такъв хладилник при работа с течности, кипящи над 160 0 С, не можете да се страхувате от усложнения. За по-ефективно охлаждане се използва Хладилник Dimroth с двойно яке (фиг. 29 h).

За да се подобри производителността на хладилниците с кожух чрез подобряване на топлопреминаването, се създава турбулентен поток от охлаждаща течност. За да направите това, тръбите за подаване и отстраняване на течността на кожуха са запоени така, че осите им да са разположени тангенциално спрямо кожуха (фиг. 14 и) . Тогава вода или друга охлаждаща течност ще започне да спира спираловидно в хладилника.

Хладилник на Фридрих (Friedrichs, Friderichs)
(английски Фридрих кондензатор), (фиг. 29 и, k)

В такъв хладилник парите измиват тръбата на серпентина с течаща вода и стените на вътрешната широка цилиндрична тръба, извън която изтича вода от намотката. Този интензивен охладител за пара е по същество комбинация от хладилници Liebig и Dimroth. Той е много ефективен за фракционна дестилация на течни смеси, тъй като кондензат практически не се задържа в него.

Хладилник Ширма-Хопкинс (по-често хладилник Хопкинс, фиг. 29 л).

Състои се от риза, през която преминава пара, и "пръст" вътре в ризата, устройство, през което тече течен хладилен агент. Когато използвате този тип хладилник, дебитът на парата трябва да бъде възможно най-нисък.

Охлаждащ пръст (англ. студени пръсти), (фиг. 29 m)

Този обратен хладник със специална форма (може да не е специално фиксиран в охладителната система) се използва предимно в устройства за полумикрометоди. Ако "охлаждащият пръст" е поставен в реакционния съд на запушалката, инструментът не трябва да е херметичен.

Хладилник Дюар (фиг. 29 n)

Като охлаждащ агент в такъв хладилник се използва смес от сух лед (твърд въглероден диоксид) с ацетон или алкохол или течен азот.

Юстус Либих (1803-1873)	Джеймс Дюар (1842-1923)

Каква е разликата между директен кондензатор за дестилация и обратен? и получи най-добрия отговор

Отговор от Ариел [новобранец]
по принцип те се различават малко един от друг. ако говорим за лабораторна версия, тогава правият охладител, като правило, е права тръба с водна "риза". парите влизат в него отгоре, кондензират, а кондензатът се влива в приемника от долния край. може да се монтира наклонено или вертикално. това устройство е изобретено през 19 век от немския химик Йохан Юстус фон Либих, поради което се нарича още "хладилник на Либих". е предназначен за проста дестилация на течности, както и за разделяне на техните смеси; в последния случай често се използва допълнително обратен хладник.
обратен хладник е предназначен да кондензира парите на кипяща течност и да я връща в съда, в който кипи. в този случай изпаренията влизат в долната част на хладилника, през него тече кондензат. Устройството е подобно на хладилника Liebig, но за да се увеличи ефективността на устройството, вътрешната права тръба се заменя с тръба със сложна форма с голяма повърхност (хладилник "топка"), освен това може да се използва вътрешна намотка инсталиран в допълнение към водната "риза" или вместо нея. горният край на обратния хладник трябва да е в комуникация с атмосферата.
по принцип почти всеки директен охладител може да се използва като реверс, при условие че неговата ефективност и вътрешен диаметър са достатъчни за кондензиране на необходимото количество пари. По принцип обратният хладник може да се използва и като директен при такава необходимост, но трябва да се има предвид, че в неравностите на вътрешната повърхност може да се задържа течност, което може да доведе до намаляване на ефективност на разделяне. най-добре е да не използвате обратен хладник като директен хладник при вакуумна дестилация.
В днешно време почти всички хладилници, както директни, така и обратни, са оборудвани с тънки секции в двата края, следователно при инсталирането им обикновено няма трудности.

Отговор от Александър Гопоненко[гуру]
В обратния хладник концентрираните пари се връщат обратно в реактора. Използва се при провеждане на реакцията при висока температура. Алтернативно, реакцията може да се проведе в запечатан съд, но тогава налягането може да стане високо (до експлозия).
За дестилация се използва прав хладилник - отделянето на нискокипящ компонент от висококипящ.
Разликите в дизайна отразяват целта. Обратният хладник обикновено е изправен и течността трябва да тече обратно надолу. Правият хладилник обикновено се поставя под наклон, кондензираната течност трябва да изтича от другата страна и да не се натрупва в хладилника