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              為什么旋轉蒸發器的蒸發比標準蒸餾更有效?

              發布時間:2022-03-17人氣:31

              旋轉蒸發器的蒸發通常比標準蒸餾更受青睞,主要原因之一是您可以通過旋轉蒸發器的蒸發儀設置獲得更快的蒸發速率。您可能想知道為什么會這樣。


              乍一看,有助于加快蒸發速度的因素有:

              系統內壓力降低

              溶劑溫度升高

              燒瓶旋轉

              雖然旋轉蒸發器的蒸發和標準蒸餾均可更改前兩個因素,但只有旋轉蒸發器的蒸發具有旋轉樣品的額外好處。在本文中,我們將仔細研究這兩種方法之間的異同以及為什么旋轉蒸發器的蒸發更有效。


              系統內壓力降低

              真空的存在降低了系統內的壓力。這降低了沸騰發生所需的蒸氣壓,從而降低了溶劑的沸點。這意味著蒸發所需的熱能較少。

              除了降低沸點外,較低的壓力還可以加快蒸發速度。即,當溶劑接近其沸點時,它會更快地蒸發。向下壓在溶劑上的壓力使分子難以作為蒸氣逸出。較低的壓力意味著這些分子可以更快的速度進入大氣。

              許多標準的蒸餾裝置包括使用真空,因此可以在這些系統中控制壓力。這樣,旋轉蒸發器的蒸發和標準蒸餾可以認為以這種方式是可比較的。


              溶劑溫度升高

              溫度升高將增加蒸氣壓,從而導致蒸發。但是,無論是在旋轉蒸發器的蒸發儀中還是在標準蒸餾裝置中使用更高的溫度,加熱浴液都需要時間和精力。這降低了使用升高的溫度蒸發溶劑的效率。

              水需要大量的能量來加熱,因此將浴液從室溫(通常為20-25°C)加熱至例如80°C所需的時間要比將其從室溫加熱至30°C(旋轉蒸發器的蒸發的共同目標蒸氣溫度)。油浴可能需要更長的時間才能加熱,因為它們可能高達180°C。

              而且,隨著浴液和內部加熱元件之間的溫差減小,在較高的溫度下,更多的熱量損失到周圍環境中,并且向浴中添加的熱量更少。這使在較高溫度下的運行速度變慢,能源效率降低。

              標準蒸餾和旋轉蒸發器的蒸發裝置均使用升高的溫度,因此該因素并不一定使旋轉蒸發器的蒸發比標準蒸餾更有效。關鍵在旋轉中。


              燒瓶旋轉

              燒瓶的旋轉在旋轉蒸發器的蒸發裝置中起著重要的作用,主要有兩個原因:增加溶劑的表面積和攪拌水浴液。

              在靜態設置中,如在標準蒸餾中所見,溶劑的表面積受到限制。在旋轉燒瓶中,溶劑在燒瓶側面形成一層薄膜,大大增加了表面積并加快了蒸發速度。

              此外,隨著燒瓶旋轉,它會在水浴中攪動燒瓶周圍的液體。這有助于將熱量傳遞至燒瓶和溶劑。

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