تجهیزات تقطیر آزمایشگاهی
تقطیر؛ یک شیوه جداسازی
جداسازی در علم شیمی مبحثی بسیار مهم است.خرید کوره ازمایشگاهی جدا کردن اجزای مختلف یک ماده براساس ویژگی ها و حالت های ماده و اجزای تشکیل دهنده آن یه شاخه از علم شیمی است. روش های متنوعی برای جداسازی با اهداف و شیوه های های مختلف در طول زمان معرفی شده اند. به عنوان مثال حتما با کروماتوگرافی به عنوان یک تکنیک موثر آنالیز و جداسازی مواد شیمیایی آشنایی دارید. کروماتوگرافی لایه نازک (TLC)، کروماتوگرافی مایع با عملکرد بالا (HPLC)، کروماتوگرافی گازی (GC) کروماتوگرافی ستونی انواع روش های رایج کروماتوگرافی هستند. تقطیر که موضوع اصلی این پست است، رایج ترین و ساده ترین شیوه جداسازی در آزمایشگاه ها به شمار می آید. در این مقاله تجهیزات تقطیر آزمایشگاهی و نحوه بستن ست های تقطیر را معرفی می کنیم.
اساس تقطیر آزمایشگاهی
تقطیر یک روش جداسازی است که در این روش مواد مختلف آلی را می توان براساس تفاوت نقطه جوش از یک دیگر جدا کرد.
توضیح کاملا ساده شده این روش به این صورت است که وقتی یک ماده به دمای جوش خود می رسد، تبخیر می شود. بخار ماده در یک فضای با دمای کمتر دوباره به مایع تبدیل می شود. این مایع به ظرف دیگری وارد می شود. به این ترتیب شما توانسته اید دو ماده که هر دو مایع بودند را از یکدیگر جدا کنید.
تقطیر در آزمایشگاه های شیمی، خصوصا شیمی آلی، کاربرد بسیاری دارد. زیرا این تکنیک به عنوان ساده ترین و ارزان ترین روش جداسازی شناخته می شود. درصورتی که شما نقطه جوش نمونه مخلوط حاوی چند ماده را بدانیدف می توانید با روش های مختلف تقطیر آن ها را از یکدیگر جدا کنید.
در ادامه روش های مرسوم تقطیر و تجهیزات مورد نیاز برای آمده کردن ست آپ تقطیر معرفی می کنیم.
انواع روش های تقطیر در آزمایشگاه
تقطیر در آزمایشگاه با توجه به نوع و ویژگی های مواد، به روش های مختلفی انجام می شود. برخی از مهم ترین و رایج ترین روش های تقطیر شامل موارد زیر است:
- تقطیر ساده
- تقطیر چند جزیی جزء به جزء
- تقطیر در خلاء
- تقطیر در فشار
- تقطیر با بخار آب
البته روش های دیگری نیز برای تقطیر معرفی شده اند که بسیار تخصصی تر و نیاز به تجهیزات پیچیده مانند برج های تقطیر دارند که خارج از بحث این مقاله است. در مقالات آتی به توضیح این روش ها که بیشتر در صنایع پتروشیمی و نفت انجام می شوند، خواهیم پرداخت. با ما همراه باشید.
تقطیر ساده
این روش کاربردی ترین نوع تقطیر آزمایشگاهی است. در تقطیر ساده دو یا چند ماده که در نقطه جوش آن ها اختلاف آشکاری وجود دارد، قابل جداسازی هستند. درواقع در این نوع تقطیر هیچ ماده مجهولی که نقطه جوش آن برای شما مشخص نباشد، وجود ندارد.
در چه مواردی تقطیر ساده کاربرد دارد؟
- جداسازی حلال
- عصاره گیری
- جدا کردن دو ماده آلی از یکدیگر
- خالص کردن حلال های آلی دارای ناخالصی
- خارج کردن آب از حلال های آلی با نقطه جوش بالاتر از 100 درجه سانتی گراد
مزایا و معایب تقطیر ساده
- تقطیر ساده فقط برای جداکردن مواد استفاده می شود که نقطه جوش آن ها با یکدیگر اختلاف زیادی دارد.
- برای جداسازی چند ماده با نقطه جوش های نزدیک به یکدیگر از روش تقطیر چند جزئی و برج های تقطیر استفاده می شود.
- اگر ماده ای دمای جوش بسیار بالایی دارد، تقطیر ساده گزینه مناسبی نیست. بهتر است از روش تقطیر در خلا استفاده شود. در این حالت ماده در دمای پایین تر از دمای جوشف تبخیر می شود.
- تقطیر ساده، بسیار اسان، ارزان و سریع است.
- با کمترین امکانات قابل انجام است.
- برای موادی که به دما حساس هستند به جای استفاده از تقطیر ساده، تقطیر با بخار آب و سپس تقطیر ساده برای جداسازی از آب، پیشنهاد می شود. جداسازی چربی ها و روغن ها بیشتر به این روش انجام می شود.
تجهیزات تقطیر آزمایشگاهی
همانطور که گفته شد، تقطیر در آزمایشگاه با تجهیزات بسیار ساده قابل انجام است. برای تقطیر مانند روش های کروماتوگرافی نیاز به تجهیزات و دستگاه های بسیار پیچیده و گرانقیمت وجود ندارد. لیست تجهیزات تقطیر آزمایشگاهی شامل موارد زیر است:
- بالن تقطیر با حجم مناسب
- کندانسور یا مبرد
- ارلن یا بالن جمع آوری
- رابط شیشه ای سه راهی با روداژ مناسب
- سنگ جوش
- روغن سیلیکون
- پارافیلم یا نوار تفلون
- شوف بالن یا هیتر منتل
- ترمومر آزمایشگاهی جیوه ای
- استاپر
- شلنگ ورودی و خروجی آب
- گیره و پایه
- گیره نگهدارنده اتصالات
نکات مهم بستن ست آپ تقطیر آزمایشگاهی
- به جای شوف بالن می توانید از هیتر نیز استفاده کنید. اما هنگام استفاده از هیتر حتما بالن تقطیر باید در ظرف حاوی روغن سیلیکون تازه (نسوخته) قرار گیرد. به هیچ عنوان بالن را تحت حرارت مستقیم قرار ندهید. ظرف روغن باعث انتقال حرارت یکنواخت به کل بالن نیز می شود.
- هنگام خرید ست تقطیر حتما توجه داشته باشید تمام شیشه آلات شامل کندانسور، رابط، بالن ها، ارلن و جمع کننده همگی دارای روداژ یکسان باشند.
- نصب شلنگ های ورودی و خروجی آب بسیار مهم است. معمولا شلنگ بالا برای خروجی و پایینی برای ورودی آب است.
- درصورتی که ست تقطیر آزمایشگاهی را زیر هود نصب نمی کنید، برای ورودی و خروجی آب از سینک و شیر مخصوص شست و شو استفاده نکنید. فرایند تقطیر می تواند طولانی باشد. از سینک ها و شیر های کوچکی که روی سکوهای آزمایشگاه نصب می شوند استفاده کنید.
- ست تقطیر را در محل رفت و آمد و آزمایش سایر پرسنل آزمایشگاه قرار ندهید. تکان خورد ست خطرناک است.
- برای تقطیر حتما باید با استفاده از گیره و پایه های آزمایشگاهی شیبی ملایم از سمت بالن تقطیر به سمت ظرف جمع آوری ایجاد کنید. به بیان دیگر بالن تقطیر و سر کندانسور باید بالاتر از قسمت انتهایی کندانسور و ظرف جمع آوری باشد.