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为什么旋转蒸发器的蒸发比标准蒸馏更有效?

发布时间:2022-03-17人气:5

旋转蒸发器的蒸发通常比标准蒸馏更受青睐,主要原因之一是您可以通过旋转蒸发器的蒸发仪设置获得更快的蒸发速率。您可能想知道为什么会这样。


乍一看,有助于加快蒸发速度的因素有:

系统内压力降低

溶剂温度升高

烧瓶旋转

虽然旋转蒸发器的蒸发和标准蒸馏均可更改前两个因素,但只有旋转蒸发器的蒸发具有旋转样品的额外好处。在本文中,我们将仔细研究这两种方法之间的异同以及为什么旋转蒸发器的蒸发更有效。


系统内压力降低

真空的存在降低了系统内的压力。这降低了沸腾发生所需的蒸气压,从而降低了溶剂的沸点。这意味着蒸发所需的热能较少。

除了降低沸点外,较低的压力还可以加快蒸发速度。即,当溶剂接近其沸点时,它会更快地蒸发。向下压在溶剂上的压力使分子难以作为蒸气逸出。较低的压力意味着这些分子可以更快的速度进入大气。

许多标准的蒸馏装置包括使用真空,因此可以在这些系统中控制压力。这样,旋转蒸发器的蒸发和标准蒸馏可以认为以这种方式是可比较的。


溶剂温度升高

温度升高将增加蒸气压,从而导致蒸发。但是,无论是在旋转蒸发器的蒸发仪中还是在标准蒸馏装置中使用更高的温度,加热浴液都需要时间和精力。这降低了使用升高的温度蒸发溶剂的效率。

水需要大量的能量来加热,因此将浴液从室温(通常为20-25°C)加热至例如80°C所需的时间要比将其从室温加热至30°C(旋转蒸发器的蒸发的共同目标蒸气温度)。油浴可能需要更长的时间才能加热,因为它们可能高达180°C。

而且,随着浴液和内部加热元件之间的温差减小,在较高的温度下,更多的热量损失到周围环境中,并且向浴中添加的热量更少。这使在较高温度下的运行速度变慢,能源效率降低。

标准蒸馏和旋转蒸发器的蒸发装置均使用升高的温度,因此该因素并不一定使旋转蒸发器的蒸发比标准蒸馏更有效。关键在旋转中。


烧瓶旋转

烧瓶的旋转在旋转蒸发器的蒸发装置中起着重要的作用,主要有两个原因:增加溶剂的表面积和搅拌水浴液。

在静态设置中,如在标准蒸馏中所见,溶剂的表面积受到限制。在旋转烧瓶中,溶剂在烧瓶侧面形成一层薄膜,大大增加了表面积并加快了蒸发速度。

此外,随着烧瓶旋转,它会在水浴中搅动烧瓶周围的液体。这有助于将热量传递至烧瓶和溶剂。

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