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Réfrigérateur droit en verre. Un réfrigérateur est un appareil de laboratoire en verre. Expérimentez avec du froid généré chimiquement |
Vous avez emporté de la bière avec vous lors de votre randonnée, mais il n'y avait pas de ruisseau avec de l'eau froide le long du parcours et le froid a pris fin. Comment refroidir rapidement de la bière ou d'autres boissons, et non pas de quelques degrés, comme cela se fait par évaporation, mais de manière à refroidir réellement la boisson et à profiter de la chaleur ? Pour ce faire, vous devez emporter avec vous un réfrigérateur chimique extrêmement compact, que vous pouvez préparer à l'avance et avoir toujours à portée de main la charge nécessaire pour refroidir les aliments, congeler les contusions et autres besoins. Le froid aidera avec : les contusions, les entorses, les fractures, les luxations, les gonflements, les brûlures, les piqûres d'insectes, les coups de chaleur, l'apparition de processus inflammatoires, la nécessité d'arrêter le saignement (du nez), la nécessité de refroidir les aliments. Procede de production de froid chimiquePour le préparer, vous avez besoin d’eau et de nitrate d’ammonium, un engrais courant. Vous pouvez facilement le trouver dans un magasin de fleurs, son prix est bas, votre réfrigérateur d'urgence sera donc rentable. La proportion massique d'eau et de nitrate est de 60 à 40 %, en volume elle s'avère être de 1:1. Incorporez ce mélange dans la bouteille. Lorsqu'il est dissous dans l'eau, le salpêtre absorbe une grande quantité de chaleur. Si le sel, une fois dissous, abaisse la température de 3 degrés, alors la même quantité de salpêtre abaissera la température de 23 degrés ! Réfrigérateur chimiquement prêt à l'emploi. Si vous congelez une bouteille à moitié remplie d'eau et que vous la remplissez ensuite de salpêtre (le broyage n'est pas nécessaire), vous obtiendrez une source de froid durable.
Encore une excellente idée. En camping, vous pouvez fabriquer une glacière avec un tapis de camping et une bouteille de lait maternisé. Au bon moment, nous activons le mélange et l'enveloppons dans un tapis, et recouvrons les extrémités ouvertes avec un chiffon ou un vêtement de rechange. Le mélange utilisé, avant de le verser, doit être fortement dilué avec de l'eau si vous ne voulez pas nuire aux plantes. À propos d'un thermos, comment en fabriquer un à partir d'une bouteille. Expérimentez avec du froid généré chimiquementMélangez 100 g de neige ou de glace avec 33 g de sel gemme - la température du mélange obtenu descendra jusqu'à -20°C. Si vous mélangez 100 g de neige ou de glace avec 100 g de nitrate de potassium, la température du mélange diminuera descendre à -30°C. La température du mélange réfrigérant, composé de 100 g de neige (ou de glace) et de 150 g de chlorure de potassium hydraté, atteint -45°C. Mais qu'en est-il en été, lorsqu'il n'y a pas de neige et glace? DANS temps chaud années, vous pouvez les utiliser composés chimiques, qui, se dissolvant dans l'eau, absorbent la chaleur, contribuant ainsi à abaisser la température de l'eau à – 35°C. Bien entendu, l'eau doit être froide, et les composés indiqués ci-dessous doivent être pris dans la proportion suivante (en poids) par rapport arroser : chlorure d'ammonium 3 Pour éviter de grosses pertes de froid, il est conseillé de préparer la solution dans un thermos. Une fois terminé, versez la solution dans une tasse et enlevez l’eau par évaporation. La substance restant après évaporation peut être réutilisée pour des expériences. De cet article, on saura que sont les réfrigérateurs chimiques ? selon le principe de fonctionnement, la conception et aussi ce qui est utilisé comme refroidisseur. Réfrigérateur chimique est un appareil de laboratoire utilisé pour collecter les condensats lors de l'extraction ou de la séparation de fractions individuelles de liquide, ainsi que comme l'un des éléments d'installations pour l'étude de diverses substances. En règle générale, il s'agit d'un appareil en verre. Il s'agit d'un récipient dans lequel se produit de la condensation, auquel s'ajoute un circuit de refroidissement. Le liquide de refroidissement peut être de l'air, de l'eau ou des réfrigérants spéciaux, y compris des solides. Selon le principe de fonctionnement, les réfrigérateurs chimiques peuvent être :
Réfrigérateur direct (un autre nom est vers le bas) utilisé pour séparer les liquides en composants à bas et à haut point d’ébullition. Réfrigérateur à reflux utilisé lors de réactions à haute température, avec retour de vapeur dans le réacteur (flacon en verre). Bien entendu, l’ébullition pourrait être effectuée dans un récipient scellé, mais il existe alors une forte probabilité que le réacteur explose en raison de la haute pression. Le but de ces deux appareils est déterminé par leur différence de conception. Un condenseur à reflux est installé verticalement au-dessus d'un ballon contenant du liquide bouillant afin que la vapeur s'écoule après condensation. Un réfrigérateur droit est installé en biais afin que le liquide qui en sort puisse s'écouler librement dans le récepteur. Les appareils universels ont une conception qui leur permet d'être utilisés comme réfrigérateurs directs et à reflux. Types de réfrigérateurs selon les types de cuves à condenseurTotal caractéristiques de conception Il existe quatre types de dispositifs de refroidissement chimique. Examinons les caractéristiques de chacun d'eux. Réfrigérateur LiebigLes autres noms de ce dispositif de refroidissement à évacuation descendante sont réfrigérateur à passage direct ou réfrigérateur à tube droit (STR). Il a été inventé par le chimiste allemand Justus von Liebig. La conception de l'appareil se compose de deux tubes de verre scellés l'un dans l'autre. Le tube intérieur est rempli de vapeur liquide bouillante et de l'eau courante circule à l'intérieur du tube extérieur. Cette conception a large application et peut faire partie d'un dispositif par lequel une distillation simple ou sous vide est effectuée. Réfrigérateur AllinaUn autre nom – « boule » – est dérivé de la forme de la chambre à air, qui ressemble à des boules connectées en série. Cette conception vous permet d'augmenter la surface d'échange thermique et d'augmenter la productivité. Mais comme la condensation peut s'accumuler dans les boules lorsqu'elles sont installées à un angle incliné, le réfrigérateur Allina ne peut fonctionner que comme un réfrigérateur inversé. Réfrigérateur à serpentinLauren R. Graham a modifié la conception d'un simple réfrigérateur chimique d'une manière différente en plaçant un serpentin de verre à l'intérieur du tube. La condensation s'y produit beaucoup plus rapidement qu'en flux direct ou à bille, mais l'appareil ne peut être utilisé que comme un flux descendant en raison de l'effet capillaire. Un type de réfrigérateur à spirale est le dispositif de refroidissement Staedeler. Ici, la glace est utilisée comme liquide de refroidissement sel de table ou du dioxyde de carbone solide avec de l'acétone. Il est utilisé pour les liquides à bas point d’ébullition. Condenseur à reflux DimrothLe condenseur à reflux Dimroth est de conception similaire à un réfrigérateur à spirale (à serpentin), mais a un principe de fonctionnement légèrement différent. Ce réfrigérateur est un flacon avec une spirale refroidie à l'eau à l'intérieur. Les tours en spirale peuvent être écartés ou enroulés étroitement selon l'application. La vapeur liquide se condense sur la spirale et est évacuée par un trou au fond du ballon. La température se règle facilement grâce au raccord thermomètre situé en haut du flacon. Réfrigérateur à doigtCet appareil est également appelé « doigt de refroidissement » ou réfrigérateur à immersion. Il présente de nombreux avantages : dimensions compactes, pas besoin de le fixer spécialement dans le système de refroidissement Refroidisseurs d'air et d'eauSelon le liquide de refroidissement utilisé, les dispositifs de refroidissement sont divisés en air et eau. Un refroidisseur d'air peut être utilisé dans l'industrie chimique pour la synthèse du caoutchouc, de l'alcool, la distillation du pétrole dans les zones aux ressources en eau limitées, ou pour réduire les coûts de nettoyage, de pompage et d'adoucissement de l'eau. De tels appareils sont faciles à entretenir, ne nécessitent pas de dépenses importantes en matière de réparation et d'entretien et ont également plus à long terme service par rapport aux refroidisseurs d’eau. Si la réaction de condensation se produit à des températures supérieures à 150°C, le refroidissement avec de l'eau entraînera une fissuration du verre en raison d'un changement brusque de température. Dans ce cas, un refroidisseur d'air est utilisé. De par sa conception, il peut s'agir d'un flux direct ou d'une bille. Un appareil de refroidissement par eau utilise de l’eau courante comme réfrigérant. Il est utilisé non seulement dans des expériences en laboratoire, mais aussi dans l'industrie ou en médecine, par exemple pour obtenir de l'eau distillée. Ils sont fabriqués dans l’un des modèles énumérés ci-dessus.
ConclusionLa chimie au quotidien homme moderne a trouvé une large application. Non seulement femmes au foyer modernes Ils utilisent la réaction de la soude et de l'acide pour rendre les produits de boulangerie moelleux, mais les équipements de laboratoire ont également trouvé leur utilité. Par exemple, les réfrigérateurs chimiques sont utilisés par ceux qui préfèrent l'alcool fait maison à l'alcool acheté en magasin. Vidéo : Qu'est-ce qu'un réfrigérateur direct et inversé | Examen d'État unifié de chimie | Liya Mendeleïeva
Vidéo : Examen inversé du réfrigérateur
Pour la condensation des vapeurs, dans les processus d'extraction et de séparation des liquides en fractions, un réfrigérateur chimique est utilisé dans les installations d'étude des substances. Il s'agit d'un équipement de laboratoire en verre, un dispositif permettant de refroidir et de condenser les vapeurs de divers types de substances avec un fluide de refroidissement. Dans le cas le plus simple, le refroidisseur est l’air extérieur ; le plus souvent, de l'eau ; parfois - des réfrigérants spéciaux, y compris des réfrigérants solides. DANS cas général, le réfrigérateur est constitué d'un récipient de condensation des vapeurs et d'un circuit de refroidissement. Le refroidisseur d'air le plus simple est constitué d'un tube de verre dont l'enveloppe de refroidissement est l'air extérieur. Types de réfrigérateursLes réfrigérateurs pour installations de laboratoires chimiques sont généralement divisés en directs et inversés. Il existe également des appareils universels dont la conception permet, selon les besoins, d'utiliser l'appareil comme condensateur direct ou inverse. Un condenseur direct ou descendant est utilisé pour condenser les vapeurs et collecter le condensat dans un récipient récepteur. Il est installé de manière à éliminer les vapeurs condensées du système réactionnel. Un condenseur à reflux est installé au-dessus de la cuve du réacteur de manière à ce que le condensat retourne dans le système réactionnel, c'est-à-dire pour que le condensat reflue dans la cuve du réacteur - il s'agit le plus souvent d'un flacon en verre. Modèles de réfrigérateursIl existe plusieurs modèles de réfrigérateurs, avec différents types récipients de condenseur, chemises, méthodes d'alimentation et types de liquide de refroidissement. Nous listons les types de réfrigérateurs les plus populaires : -
Liebig, réfrigéré eau courante et un condenseur sous la forme d'un tube de verre droit. Utilisé comme condenseur direct pour la distillation simple de liquides à haut point d'ébullition (jusqu'à 160°). Le design est exigeant sur la qualité du verre (uniquement résistant à la chaleur). Dans la boutique en ligne de Prime Chemicals Group différents types Les réfrigérateurs, ainsi que d'autres verreries de laboratoire, peuvent être achetés de manière rentable, avec livraison ou retrait à Mytishchi. Assortiment de laboratoire et équipement médical très large, vous pouvez acheter des produits chimiques - il y a plus de trois cents articles dans le catalogue. Un condenseur direct (Fig. 26 b) est utilisé pour distiller des solvants à partir d'un milieu réactionnel, pour séparer des mélanges de liquides en composants ou pour purifier des liquides par distillation. Un condenseur à reflux (Fig. 26a) est utilisé dans les usines de synthèse pour dissoudre des substances. Les vapeurs entrant dans le condenseur à reflux sont refroidies, condensées et le liquide résultant retourne dans le ballon de réaction. Figure 26. – Application du réfrigérateur direct et inversé. Eau (Fig. 27) Air (Fig. 28) Les réfrigérateurs sont classés selon le type d’agent réfrigérant qui remplit la « gaine » intérieure : Arroser à l'eau courante ; Arroser avec de l'eau plate ; Air. Un refroidisseur d'air est utilisé pour condenser les vapeurs liquides de Selon la structure de la chambre à air En fonction de la conception du tube intérieur, de l'enveloppe de refroidissement et, par conséquent, de la surface de refroidissement, les réfrigérateurs se distinguent : - « tuyau dans tuyau » ; Balle; Serpentin; Combiné, etc. (Fig. 29). L'utilisation d'un type spécifique de réfrigérateur est déterminée par intensité requise refroidissement.
Figure 29. Réfrigérateurs de différentes conceptions. Refroidisseur d'air (Fig. 29 a, o) C'est l'un des réfrigérateurs les plus simples en termes de conception et se compose d'un long tube de verre. Un tel réfrigérateur n'est utilisé que lorsque l'on travaille avec des liquides à haut point d'ébullition (point d'ébullition >150°C), car l'effet rafraîchissant de l'air est faible. Le réfrigérateur peut être utilisé en direct ou en inverse. En tant que réfrigérateur inversé, un tel réfrigérateur est inefficace : le mouvement du liquide correspond majoritairement à un flux laminaire et la substance est facilement « jetée ». En tant que condenseur descendant, un tel réfrigérateur peut être utilisé à une faible vitesse de distillation. Réfrigérateur Weigel-Liebig (le plus souvent Liebig, anglais. Condenseur Liebig) Il a été proposé pour la première fois en 1771 par Weigel, puis utilisé Figure 30. Emplacements de fissures possibles dues à des changements brusques de température Le coefficient de transfert thermique des réfrigérateurs Liebig d'une longueur de 300 à 1000 mm varie de 105 à 35 W/(m 2 K), soit diminue avec l'augmentation de la longueur du réfrigérateur. Le réfrigérateur Liebig peut remplir les fonctions et refroidisseur d'air, s'il est positionné verticalement et que la vapeur d'un liquide à haut point d'ébullition est dirigée dans la chemise par la branche supérieure, et que le condensat est prélevé par la branche inférieure. En raison du chauffage, un flux vertical continu d’air froid apparaîtra dans le tube central. Dans ce cas, les réfrigérateurs les plus efficaces sont ceux dotés d’un tube central plus large et, si possible, d’une enveloppe périphérique de plus petit diamètre. Réfrigérateur Vesta(Anglais Condenseur ouest) (Fig. 29c) Il s'agit d'une modification du réfrigérateur Liebig, dont la différence réside dans la distance plus petite entre les tubes intérieur et extérieur, ce qui permet d'augmenter la vitesse de déplacement du liquide de refroidissement. Le réfrigérateur Vesta a un coefficient de transfert de chaleur deux fois supérieur à celui du réfrigérateur Liebig et est plus efficace pour refroidir les vapeurs de liquides à bas point d'ébullition. Refroidisseur de balle Allina (Anglais Condenseur Allihn) (Fig. 29 d) Est un condenseur à reflux typique. Grâce à plus grande surface Les réfrigérateurs de refroidissement Allina sont plus courts que les réfrigérateurs Weigel-Liebig. Il est pratique d'insérer l'axe de l'agitateur à travers le refroidisseur à billes et de l'introduire dans le réacteur diverses substances, bien lavé dans le ballon avec le condensat et chauffé par celui-ci. Habituellement, le nombre de boules dans ces réfrigérateurs varie de 3 à 8. En termes d'efficacité en tant que réfrigérateur à reflux, le réfrigérateur Allina est inférieur au réfrigérateur Dimroth (Fig. 29g, h ), résiste à des changements de température importants. Pour éviter l'étouffement, lorsque le condensat n'a pas le temps de refluer dans le ballon contenant le liquide bouillant, le refroidisseur à billes à reflux est installé en position inclinée, mais la pente ne doit pas être trop importante pour que le condensat ne s'accumule pas dans les billes. . L'accumulation de condensation entraîne une diminution de la surface de refroidissement efficace du réfrigérateur. Réfrigérateur à serpentin(Le réfrigérateur de Graham) (Anglais : Condenseur Graham) (Fig. 29 d, f) Jamais utilisé comme inverseur, car La condensation qui ne s'écoule pas suffisamment le long des plis du serpentin peut être projetée hors du réfrigérateur et provoquer un accident. Un réfrigérateur à serpentin monté verticalement est le réfrigérateur à évacuation descendante le plus efficace, en particulier pour les substances à faible point d'ébullition. Réfrigérateur Dimroth (eng. Condenseur Dimroth), (Fig. 29 g, h) Condenseur à reflux très efficace. Il possède le coefficient de transfert thermique le plus élevé, atteignant 120 W/(m 2 K). Il peut également être utilisé comme évacuation descendante si les pertes de distillat relativement importantes sur le serpentin peuvent être négligées. La jonction du serpentin avec la chemise est située en dehors de la zone avec une grande différence de température. Par conséquent, lors de l'utilisation d'un tel réfrigérateur lorsque vous travaillez avec des liquides bouillant au-dessus de 160 0 C, il n'y a aucune crainte de complications. Pour un refroidissement plus efficace, il est utilisé Réfrigérateur Dimroth à double enveloppe (Fig. 29 h). Pour améliorer les performances des réfrigérateurs à enveloppe, en augmentant le transfert de chaleur, un flux turbulent de liquide de refroidissement est créé. Pour ce faire, les tubes d'alimentation et d'évacuation du liquide de la chemise sont soudés de manière à ce que leurs axes soient situés tangentiellement à la chemise (Fig. 14 i). . Ensuite, l’eau ou tout autre liquide de refroidissement commencera à se déplacer en spirale dans le réfrigérateur. Le réfrigérateur de Friedrich (Friedrichs, Friederichs) Dans un tel réfrigérateur, les vapeurs lavent un tube de serpentin avec de l'eau courante et les parois d'un tube cylindrique large interne, à l'extérieur duquel s'écoule l'eau provenant du serpentin. Ce réfrigérateur à vapeur intensive est essentiellement une combinaison des réfrigérateurs Liebig et Dimroth. Il est très efficace pour la distillation fractionnée de mélanges liquides, car le condensat n'y reste pratiquement pas. Réfrigérateur Schirm-Hopkins (généralement le réfrigérateur Hopkins, Fig. 29 l). Il se compose d'une enveloppe à travers laquelle la vapeur passe et d'un « doigt » situé à l'intérieur de l'enveloppe - un dispositif à travers lequel circule le réfrigérant liquide. Lors de l’utilisation de ce type de réfrigérateur, le débit de vapeur doit être le plus faible possible. Doigt de refroidissement Doigts froids, (Fig. 29 m) Ce condenseur à reflux de forme spéciale (il n'est pas nécessaire de le fixer spécifiquement dans le système de refroidissement) est principalement utilisé dans les appareils pour méthodes semi-micro. Si le « doigt de refroidissement » est inséré dans le récipient de réaction sur un bouchon, le dispositif n'a pas besoin d'être scellé. Réfrigérateur Dewar (Fig. 29 n) Un mélange de neige carbonique (dioxyde de carbone solide) avec de l'acétone ou de l'alcool, ou de l'azote liquide, est utilisé comme agent de refroidissement dans un tel réfrigérateur.
Quelle est la différence entre un réfrigérateur à distillation directe et un réfrigérateur inversé ? et j'ai obtenu la meilleure réponse Réponse de Ariel[débutant] Répondre de Alexandre Goponenko[gourou] |
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