Электрические плитки и колбонагреватели

 

Для нагревания жидкостных и воздушной бань применяют электрические плитки. Используются плитки с открытой и закрытой спиралью (рис. 55). Первые применяются, если исключено попадание на них нагреваемого вещества. Наиболее удобны и безопасны электрические плиты с закрытой спиралью.

 

а	б

 

Рисунок 55. – Электрические плитки с открытой (а) и закрытой спиралью (б).

ОПАСНО!!!Запрещается использовать неисправные электрические плитки, имеющие оголенные провода.

 

ОПАСНО!!!Для нагревания легковоспламеняющихся жидкостей запрещается применение любых источников тепла, способных вызвать воспламенение жидкости.

 

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ!!!Для нагревания горючих жидкостей с температурой кипения более 100 ^0С использование электрических плиток с открытой спиралью разрешается только с применением нагревательных бань.

 

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ!!! В закрытых вытяжных шкафах разрешается выпаривание горючих жидкостей в количестве не более 250 мл только при условии отсутствия вблизи открытого пламени, равно как и электрических плиток с открытой спиралью

 

В последнее время достаточно часто для проведения процессов при нагревании используются колбонагреватели (рис. 56). Они используются для равномерного нагрева плоскодонных и круглодонных сосудов различного объема (от 50 до 2000 мл). Колбонагреватели оснащены регулятором температур. Нагревательный элемент расположен таким образом, что повторяет конфигурацию стеклянной колбы. Это делает работу максимально комфортной и удобной. Колбонагреватели имеют надежную теплоизоляцию, что позволяет избежать термических ожогов при их использовании.

 

Рисунок 56. – Колбонагреватели.

ОПАСНО!!!Колбонагреватели являются электрическими приборами, поэтому при работе с легковоспламеняющимися жидкостями их использование запрещено.

 

ОХЛАЖДЕНИЕ. Охлаждающие бани

В случае экзотермических реакций может произойти перегрев реакционной смеси, что приводит к снижению выхода продукта. В таких случаях необходимо охладить смесь. Самое дешевое и удобное средство охлаждения - водопроводная вода, температура которой колеблется в зависимости от времени года от 4 до 20^оС. Обычно реакционный сосуд охлаждают под краном проточной водой или периодически погружают его в холодную воду. Если реакционную колбу необходимо охладить в приборе, то ее помещают в большую воронку и поливают водой из шланга.

Для охлаждения сосуда до 0^оС пользуются льдом или снегом, а для дальнейшего понижения температуры - охлаждающими смесями. Так, чтобы получить температуру от -5 до -20^оС, применяют, например, смесь льда с поваренной солью (3 части тонкоизмельченного льда и 1часть хлорида натрия). Более низкие температуры (до -50^оС) можно получить, сделав смесь из 5 частей кристаллического хлорида кальция и 4 частей мелкоизмельченного льда. Снизить температуру до -70^оС можно, пользуясь твердым диоксидом углерода (сухим льдом). При смешивании твердого диоксида углерода с абсолютным этанолом можно получить температуру до -72^оС, с эфиром - до -77^оС, с ацетоном - до -78^оС.

 

ОПАСНО!!! Измельчение сухого льда желательно проводить в металлической ступке, при этом следует надевать защитные очки. Добавление сухого льда к спирту, ацетону, эфиру нужно проводить осторожно, так как происходит сильное вспенивание.

 

Если охлаждающее действие указанных выше смесей недостаточно, то для охлаждения до температуры < -150^о С используют жидкий воздух и жидкий азот (-196^о С).

Водяная баня

 

Водопроводная вода - самое дешевое и удобное средство охлаждения, температура которой колеблется в зависимости от времени года от 4 до 20^оС. Обычно реакционный сосуд охлаждают под краном проточной водой или периодически погружают его в холодную воду. Если реакционную колбу необходимо охладить в приборе, то ее помещают в большую воронку и поливают водой из шланга. При охлаждении больших объемов жидкости и для ускорения процесса целесообразно применять перемешивание.

 

ОПАСНО!!!Если разность температур охлаждаемой жидкости и охлаждающей воды больше 50-60^о, то стеклянный сосуд, особенно толстостенный, при контакте с холодной водой может дать трещину. Поэтому очень горячие жидкости охлаждают, сначала на воздухе или теплой водой, которую затем постепенно заменяют более холодной

 

Ледяные бани

Лёд, вследствие высокой теплоты плавления (334 Дж/г) является исключительно ценным охлаждающим средством. Для охлаждения сосуда до 0^оС используют лёд или снег, а для дальнейшего понижения температуры - охлаждающими смесями со льдом.

Предельно низкая температура смеси зависит от используемого электролита и количественного соотношения компонентов и может составлять от -2 до -55 ^оС (таблица 7).

 

Таблица 7. – Температура охлаждающих агентов

Вещество	Количество, г	Предельно низкая температура, ^оС
Льда (снега)	вещества
Na2CO3·10H2O			-2
KCl			-11
NH4Cl			-15
NH4NO3			-17
NaNO3			-18
NaCl			-21,3
NaNO3 + NH4NO3		55 + 52	-26
NH4Cl + NaNO3		13 + 38	-31
KNO3 + KSCN		2 +112	-34
NaNO3 + NH4SCN		55 + 40	-37
CaCl2·6H2O			-19,7
		-39
		-54,9
		-40,3
		-21,5
		-9
		-49
HNO3 (разб.)			-40
H2SO4 (конц.)			-20
С2H5OH охл. до 2^оС			-24,2
С2H5OH охл. до 4^оС			-30

При отсутствии льда охлаждающую баню можно приготовить, используя высокие теплоты растворения некоторых солей воде. Конечная температура, очевидно, зависит от исходной температуры воды. Примеры таких примеров приведены в таблице 8.

 

Таблица 8

Соль	Содержание соли в смеси, %	Начальная температура воды, ^оС	Предельно низкая температура, ^оС
NaNO3	42,9	13,2	-5,3
Na2S2O3·5H2O	52,4	10,7	-8,0
CH3COONa·3H2O	45,9	10,7	-4,7
KSCN	60,0	10,8	-23,7
NH4NO3	16,6		-14
31,2		-26
37,5	13,6	-13,6
46,8		-39,3
57,1		-44,7
NH4SCN	57,1	13,2	-18,0