كيف يعمل المبخر الدوراني للمختبر؟

- Nov 04, 2019-

المبخر الدوار ، أو "rotovap" في المصطلحات المعملية ، هو أداة تستخدم في مختبر الكيمياء لإزالة مذيب متطاير من خليط سائل. في وضع القنب ، فإن الاستخدام الأكثر شيوعًا له هو إزالة الإيثانول من مستخلص شتوي.

image

يعمل المبخر الدوار بافتراض عام أن نقطة غليان المذيب أقل بكثير من درجة حرارة السائل المحيط به. ويفترض أيضًا أن المركبات الموجودة في السائل حساسة للحرارة ؛ وإلا يمكنك غلي المذيب.


يعمل rotovap عن طريق إنشاء فراغ في قارورة زجاجية دوارة. ماذا يحقق ذلك؟ دعونا نعود إلى الفيزياء والكيمياء في المدرسة الثانوية.


توجد كل المادة في الكون في ثلاث حالات (أربع حالات تقنيًا): صلبة ، سائلة ، غاز ، وبلازما. تعتمد حالة المادة التي يتواجد فيها الجزيء بشكل مشترك على أ) الظروف المادية للنظام الموجود فيه ، و ب) خصائصه الكيميائية الجوهرية. من بين المتغيرات الفيزيائية ، فإن أهم شيء بالنسبة لنا هو التغيرات في درجة الحرارة والضغط. تتم معظم عمليات الاستخراج الصناعي داخل حاويات صلبة لا تتمدد جدرانها أو تتقلص (نأمل) ؛ لذلك ، تعتبر التغييرات في الحجم ضئيلة.


يرتبط الضغط ودرجة الحرارة ببعضهما البعض بطريقة خطية ؛ مضاعفة درجة الحرارة (على مقياس الصفر المطلق ، أو مقياس كلفن) سيؤدي إلى مضاعفة الضغط (طالما أن الحجم ثابتًا). في الواقع ، هذا يعني أن تقليل الضغط عن طريق تشغيل الفراغ يقلل أيضًا من درجة الغليان اللازمة لتبخر المذيب المتطاير.


يتم التقاط المذيب المتبخر بواسطة "إصبع بارد" ، وهو سطح بارد يمكن أن تواجهه جزيئات الغاز وتتكثف عليه. الطريقة الأكثر شيوعًا لصنع إصبع بارد هي مزج كحول الأيزوبروبيل والجليد الجاف. يجب إضافة الثلج الجاف بشكل مستمر ، لكنه ليس باردًا بما يكفي لتجميد الكحول ، وعلى عكس الثلج ، يتبخر إلى غاز عند إنفاقه.


بالتزامن مع كل ما سبق ، يتم وضع القارورة في حمام مائي ساخن ويتم تدويرها باستمرار. وهذا يخلق طبقة رقيقة داخل القارورة تزيد من مساحة السطح التي يمكن أن تتبخر منها جزيئات الغاز. كما أنه يعمل على توصيل الحرارة إلى النظام مباشرة ، لذا تظل درجة الحرارة ثابتة حتى مع تبخر الجزيئات.


عندما يتم إنشاء الفراغ وتبدأ جزيئات الغاز المشكلة حديثًا في التكاثف على الإصبع البارد ، تكون ظروف النظام بحيث يستمر التبخر في وقت واحد من كل سطح - حتى من داخل السائل نفسه. وهذا يؤدي إلى الفقاعة ، وهو السبب الثالث لتبخر القارورة على محرك دوار.


يعد استخدام rotovap بسيطًا وفعالًا في نفس الوقت ، وهو أداة ستراها طوال حياتك المهنية إما ككيميائي أو كتقنية لاستخراج القنب.