Evaporador rotatiu
Un evaporador rotatiu (o rotavapor [1] / rotovap ) és un dispositiu utilisat en laboratoris químics per a l'eliminació eficient i suau dels solvents de les mostres per evaporament. Quan es fa referència en la bibliografia d'investigació química, la descripció de l'us d'esta tècnica i equip pot incloure la frase "evaporador rotatiu", encara que l'us a sovint està més be indicat per un atre llenguage (per eixemple, "la mostra es va evaporar a pressió reduïda").
Els evaporadores rotatius també s'utilisen en la cuina molecular per a la preparació de destilats i extractes.
Un sistema evaporador rotatori simple va ser inventat per Lyman C. Craig.[2] Va ser comercialisat per primera volta per l'empresa suïssa Büchi en 1957. Atres marques de evaporadores comunes són EYELA, Heidolph , IKA, KNF,[3] LabFirst, YuanJian, LabTech, Hydrion Scientific, Shanghái HJ Lab Instruments i Stuart Equipment. En investigació, la forma més comuna és l'unitat de sobretaula de 1L, mentres que les versions a gran escala (per eixemple, 20L-50L) s'utilisen en plantes pilot en operacions químiques comercials.
Dissenye
[editar | editar còdic]Els components principals d'un evaporador rotatiu són:
- Una unitat motora que gira el matraz d'evaporament o el vial que conté la mostra de l'usuari.
- Un conducte de vapor que és l'eix per a la rotació de la mostra, i és un conducte a prova de buit per al vapor que s'extrau de la mostra.
- Un sistema de buit , per a reduir substancialment la pressió dins del sistema del evaporador.
- Un bany de decorregut calfat (generalment aigua) per a calfar la mostra.
- Un condensador en una bobina que passa refrigerante, o un " dit fret " en el que es coloquen mescles de refrigerante com a gèl sec i acetona.
- Un matraz de recollida de condensado en la part inferior del condensador, per a atrapar el dissolvent de destilació en acabant de que es torne a condensar.
- Un mecanisme mecànic o motorisat per a alçar ràpidament el matraz d'evaporament del bany de calfament.
El sistema de buit usat en evaporadores rotatius pot ser tan simple com un aspirador d'aigua en una trampa sumergida en un bany fret (para solvents no tòxics), o tan complex com una bomba de buit mecànica regulada en trampa refrigerada. La cristaleria utilisada en la corrent de vapor i el condensador pot ser simple o complexa, depenent dels objectius de l'evaporament, i qualsevol clim que els composts dissolts puguen donar a la mescla (per eixemple, bromera o "bump"). Hi ha disponibles instruments comercials que inclouen les característiques bàsiques, i es fabriquen vàries trampes per a insertar entre el matraz d'evaporament i el conducte de vapor. L'equip modern a sovint agrega característiques com el control digital de buit, la visualisació digital de la temperatura i la velocitat de rotació i la detecció de la temperatura del vapor.
Teoria
[editar | editar còdic]Els evaporadores de buit funcionen com una funció de classe perque en reduir la pressió per damunt d'un líquit a granel es reduïxen els punts d'ebullició dels líquits components. En general, els líquits de components d'interés en aplicacions d'evaporament rotatori són solvents de investigació que un desija eliminar d'una mostra despuix d'una extracció, com per eixemple l'aïllament d'un producte natural o un pas en una síntesis orgànica. Els dissolvents líquits es poden eliminar sense un calfament excessiu de lo que solen ser combinacions complexes i sensibles de solvent-solut.
L'evaporament rotatori s'aplica en major freqüència i convenientment per a separar dissolvents de "baix punt d'ebullició", tals com a n-hexano o acetat d'etil de composts que són sòlits a temperatura i pressió ambiente. No obstant, l'aplicació cuidadosa també permet l'eliminació d'un solvent d'una mostra que conté un compost líquit si hi ha un evaporament mínim (comportament azeotrópico), i una diferència suficient en els punts d'ebullició a la temperatura elegida i la pressió reduïda.
Dissolvents en punts d'ebullició més alts, com a aigua (100 °C a pressió atmosfèrica estàndar, 760 torr o 1 bar), dimetilformamida (DMF, 153 °C al mateix temps) o dimetilsulfóxido (DMSO, 189 °C al mateix nivell), també es pot evaporar si el sistema de buit de l'unitat és capaç d'una pressió suficientment baixa. (Per eixemple, tant el DMF com el DMSO hervir per baix de 50 °C si el buit es reduïx de 760 torr a 5 torr [d'1 bar a 6.6 mbar]) No obstant, a sovint s'apliquen desenrolls més recents en estos casos (per eixemple, evaporament mentres centrifugación o vórtice a altes velocitats). L'evaporament rotatori per als dissolvents que formen enllaços d'hidrogen d'alta ebullició, com l'aigua, sol ser l'últim recurs, ya que existixen atres métodos d'evaporament o liofilización ( liofilización ) disponibles. Açò es deu en part al fet de que en tals solvents, la tendència a "topetear" s'accentua. Les modernes tecnologies d'evaporament centrífuga són particularment útils quan un té moltes mostres que fer en paralel, com en la síntesis de rendiment mig a alt que s'expandix ara en l'indústria i l'acadèmia.
L'evaporament baix buit també es pot realisar, en principi, utilisant material de vidre de destilació orgànica estàndar, és dir, sense rotació de la mostra. Les ventages clau en l'us d'un evaporador rotatiu són
- que la força centrífuga i la força de fricció entre la paret del matraz giratori i la mostra líquida donen lloc a la formació d'una película prima de dissolvent calenta que s'estén sobre una gran superfície.
- Les forces creades per la rotació suprimixen els colps. La combinació d'estes característiques i les conveniència integrades en els evaporadores rotatius moderns permeten un evaporament ràpit i suau dels dissolvents de la majoria de les mostres, inclús en mans d'usuaris relativament inexpertos. El solvent que queda despuix de l'evaporament rotatori pot eliminar-se exponent la mostra a un buit encara més profunt, en un sistema de buit més herméticamente tancat, a temperatura ambiente o superior (per eixemple, en una llínea Schlenk o en un forn de buit ).
Una desventaja clau en els evaporament rotatius, ademés de la seua naturalea de mostra única, és el potencial d'alguns tipos de mostres a top, per eixemple, etanol i aigua, que poden resultar en la pèrdua d'una part del material que es pretén retindre. Inclús els professionals experimenten contratemps periòdics durant l'evaporament, especialment els colps, encara que els usuaris experimentats es donen conte del clim d'algunes mescles als colps o la bromera, i apliquen precaucions que ajuden a evitar la majoria d'estos events. En particular, els colps a sovint es poden previndre introduint fases homogénees en l'evaporament, regulant cuidadosadament la força del buit (o la temperatura del bany) per a proporcionar una taxa uniforme d'evaporament o, en casos rars, per mig de l'us d'agents afegits. tals com chips d'ebullició (per a fer que l'etapa de nucleación de l'evaporament siga més uniforme). Els evaporadores rotatius també poden equipar-se en atres trampes especials i conjunts de condensadores que s'adapten millor als tipos de mostres particularment difícils, inclosos aquells en tendència a formar bromera o colps.
Referències
[editar | editar còdic]- ↑ Harwood, Laurence M.; Moody, {{{nom2}}} (1989). Experimental organic chemistry: Principles and Practice, Illustrated edició, pp. 47–51. ISBN 978-0-632-02017-1.
- ↑ (1950).Anal. Chem..22(11)
- 1462.doi:10.1021/ac60047a601.
- ↑ Frost Gardener. «"Today the computer is just as important a tool for chemists as the test tube."». C&EN. Consultat el 3 de novembre de 2017.
- Este artícul conté una traducció derivada de «Evaporador rotativo» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.