Química de fluix
En química de fluix, una reacció química s'eixecuta en una corrent que fluïx contínuament en lloc d'en la producció per lots. En atres paraules, les bombes mouen el decorregut cap a un tubo, i a on els tubos s'unixen entre sí, els decorreguts entren en contacte entre sí. Si estos decorreguts són reactius, té lloc una reacció. La química del fluix és una tècnica ben establida per al seu us a gran escala quan es fabriquen grans cantitats d'un material determinat. No obstant, el terme solament s'ha falcat recentment per a la seua aplicació a escala de laboratori.[1] A sovint, s'utilisen microrreactores.
Lot vs. Fluix
[editar | editar còdic]Comparant definicions de paràmetros en Lot vs. Fluix
[editar | editar còdic]- Estequiometría de reacció: en la producció per lots, açò es definix per la concentració de reactius químics i el seu relació volumètrica. En fluix açò es definix per la concentració de reactius i la relació del seu cabal.
- Temps de residència: en la producció per lots, açò es determina per quant temps es manté un recipient a una temperatura donada. En fluix, el temps de residència volumètrica ve dau per la relació de volum del reactor i la velocitat de fluix general, ya que la majoria de les voltes s'usen reactors de fluix de tapó.
Eixecutar reaccions de fluix
[editar | editar còdic]L'elecció d'eixecutar una reacció química utilisant la química de fluix, ya siga en un microrreactor o un atre dispositiu de mescla, oferix una varietat de ventages i desventages.
Ventages
[editar | editar còdic]- La temperatura de reacció pot elevar-se per damunt del punt d'ebullició del dissolvent, ya que el volum dels dispositius de laboratori sol ser menut. Normalment, els decorreguts no comprimibles s'utilisen sense volum de gas, per lo que el factor d'expansió en funció de la pressió és menut.
- La mescla es pot conseguir en segons a les escales més chicotetes utilisades en la química de fluix.
- S'intensifica la transferència de calor. Principalment, perque la proporció d'àrea a volum és gran. Com a resultat, les reaccions endotèrmiques i exotèrmiques es poden termostatizar de manera fàcil i constant. El gradient de temperatura pot ser pronunciat, lo que permet un control eficient del temps de reacció.
- S'aumenta la seguritat:
- La massa tèrmica del sistema està dominada per l'aparat, lo que fa poc provable que es produïxquen fugues tèrmiques.
- El volum de reacció més chicotet també es considera un benefici de seguritat.[2]
- El reactor funciona en condicions d'estat estacionario.
- Les reaccions de fluix es poden automatisar en molt manco esforce que les reaccions per lots.[3] Açò permet el funcionament sense supervisió i la planificació experimental. En acoplar l'eixida del reactor a un sistema detector, és possible anar més allà i crear un sistema automatizado que pot investigar secuencialmente un ranc de possibles paràmetros de reacció (estequiometría variable, temps de residència i temperatura) i, per lo tant, explorar els paràmetros de reacció en poca o Sense intervenció.
Els impulsors típics són majors rendiments/selectivitat, menys mà d'obra necessària o un major nivell de seguritat.
- Les reaccions de múltiples passos es poden organisar en una seqüència contínua. Açò pot ser especialment beneficiós si els composts intermijos són inestables, tòxics o sensibles a l'aire, ya que existiran solament momentàneament i en cantitats molt menudes.
- La posició a lo llarc de la corrent que fluïx i el punt de temps de reacció estan directament relacionats entre sí. Açò significa que és possible organisar el sistema de manera que es puguen introduir reactius adicionals en la corrent de reacció que fluïx en un punt de temps precís que es desige.
- És possible organisar un sistema de fluix tal que la purificació s'acople en la reacció. Hi ha tres tècniques principals que s'utilisen:
- Eliminació de fase sòlida[4]
- Separació cromatogràfica
- Extracció líquit/líquit
- Les reaccions que involucren reactius que contenen gasos dissolts es manegen fàcilment, mentres que en lots seria necessari un reactor de "bomba" presurizado.
- Les reaccions líquides de múltiples fases (per eixemple, catálisis de transferència de fase) es poden realisar de forma directa, en una alta reproducibilidad en un ranc d'escales i condicions.
- L'aument d'escala d'una reacció provada es pot conseguir ràpidament en poc o cap treball de desenroll del procés, ya siga canviant el volum del reactor o fent funcionar varis reactors en paralel, sempre que els fluix es tornen a calcular per a conseguir els mateixos temps de residència.
Desventages
[editar | editar còdic]- Es necessita un equip dedicat per a una dosificació contínua precisa (per eixemple, bombes), conexions, etc.
- Deuen establir-se procediments d'arrancada i apagat.
- No és possible ampliar els microefectos, com l'alta relació àrea/volum, i és possible que no s'aplique l'economia d'escala. Per lo general, un aument d'escala conduïx a una planta dedicada.
- Encara s'apliquen problemes de seguritat per a l'almagasenament de material reactiu.[5]
Referències
[editar | editar còdic]- ↑ A. Kirschning (Editor): Chemistry in flow systems and Chemistry in flow systems II Thematic Séries in the Open Access Beilstein Journal of Organic Chemistry.
- ↑ Chemical Society Reviews.45(18)
- 4892–4928.ISSN 1460-4744.doi:10.1039/C5CS00902B.
- ↑ Organic Process Research & Development.20(2)
- 386–394.ISSN 1083-6160.doi:10.1021/acs.oprd.5b00313.
- ↑ (2007).Org. Biomol. Chem..5(10)
- 1562–1568.doi:10.1039/b703033a.
- ↑ Chemie Ingenieur Technik.83(9)
- 1337–1342.ISSN 1522-2640.doi:10.1002/cite.201100037.
- Este artícul conté una traducció derivada de «Química de flujo» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.