2014.01.27 發表於 高瞻自然科學教學資源平台 (這是我的第一篇文章,看起來廢廢的XD)
編譯來源:New Condensers Cool Solvent Without Flowing Water
她們加熱迴流10毫升的二氯甲烷18小時來測試冷卻效果,改良後的球形冷凝管失去了約一半的溶劑,原本需要不斷注入冷水的球形冷凝管則失去了約42%的溶劑,但是氣冷式Vigreux冷凝管卻是所有的溶劑都散失了。
奧勒岡大學(University of Oregon)的有機金屬化學家肯尼斯‧德克斯(Kenneth M. Doxsee)長久以來一直對水冷式冷凝管的用水量很感冒,但氣冷式冷凝管又不是很實用的替代方法,在讀過這兩篇文章的設計之後,他很高興發現終於有可以兼具省水和效率的冷凝管可以使用,德克斯更表示:「這類型的冷凝管對位在沒有穩定供水區域的實驗室來說非常方便,如果能改良這類冷凝裝置,讓工業級的化學合成也能使用的話,那一定會非常有趣!」
參考資料:
1. New Condensers Cool Solvent Without Flowing Water
編譯來源:New Condensers Cool Solvent Without Flowing Water
你知道在有機化學實驗室裡,每天都要用掉幾百公升的水嗎?一切的罪魁禍首就是那支用來冷卻溶劑蒸氣的冷凝管!最近有兩群化學家在《ACS永續化學與工程》期刊上(ACS Sustainable Chemistry & Engineering),發表了他們改良的新型冷凝管,完全不費一滴水就能達到冷卻的效果。
阿斯特捷利康公司(AstraZeneca)資深研究員Dave Perkins表示,傳統的冷凝管每分鐘消耗1~4公升的水,長期下來用水量非常可觀。雖然市面上已有不用流動冷水冷卻的冷凝管可用,如:Sigma-Aldrich公司的 Airflux和氣冷式Vigreux冷凝管(圖一),但卻都只適用於冷凝沸點高於60ºC的溶劑,因此Perkins的團隊決定從這裡下手改良。
Vigreux冷凝管一般用於分餾,以空氣為冷卻劑,玻璃管內有許多朝下的玻璃突起狀,增加冷卻表面積。 Perkins的團隊在Vigreux冷凝管外包上一層2.1公分的厚的鋁鞘,並在鋁製外衣和冷凝管的夾層注水(圖二),使冷凝管有更好的冷卻效果,適用沸點更低的溶劑。
實際測試的結果,500 mL的二氯甲烷液體在高於沸點20°C的溫度(60°C)的開放系統下進行迴流16小時,使用傳統Vigreux冷凝管裡的二氯甲烷液體一點都不剩,但是改良的冷凝管還保留了一半的二氯甲烷液體。其他的實測結果也都顯示改良式冷凝管比Airflux和傳統Vigreux冷凝管冷卻效率都要好很多。
另一個團隊,由巴特勒大學(Butler University)的有機金屬化學家安‧威爾森(Anne M. Wilson)領軍,她和美國陶氏益農公司(或譯「陶氏」、「道禮」,Dow AgroSciences)的同事共同改良一種具有成串球形內管的球型冷凝管(Allihn condenser)。原本的球型冷凝管是從下方注水,上方出水。而她們去除下端的注水口,並從上端注入比熱高又便宜的乙二醇,乙二醇就靜置在冷凝管裡面作為導熱物質,不需要流動。(圖三)
圖一、Vigreux冷凝管(出自維基百科)
阿斯特捷利康公司(AstraZeneca)資深研究員Dave Perkins表示,傳統的冷凝管每分鐘消耗1~4公升的水,長期下來用水量非常可觀。雖然市面上已有不用流動冷水冷卻的冷凝管可用,如:Sigma-Aldrich公司的 Airflux和氣冷式Vigreux冷凝管(圖一),但卻都只適用於冷凝沸點高於60ºC的溶劑,因此Perkins的團隊決定從這裡下手改良。
Vigreux冷凝管一般用於分餾,以空氣為冷卻劑,玻璃管內有許多朝下的玻璃突起狀,增加冷卻表面積。 Perkins的團隊在Vigreux冷凝管外包上一層2.1公分的厚的鋁鞘,並在鋁製外衣和冷凝管的夾層注水(圖二),使冷凝管有更好的冷卻效果,適用沸點更低的溶劑。
實際測試的結果,500 mL的二氯甲烷液體在高於沸點20°C的溫度(60°C)的開放系統下進行迴流16小時,使用傳統Vigreux冷凝管裡的二氯甲烷液體一點都不剩,但是改良的冷凝管還保留了一半的二氯甲烷液體。其他的實測結果也都顯示改良式冷凝管比Airflux和傳統Vigreux冷凝管冷卻效率都要好很多。
另一個團隊,由巴特勒大學(Butler University)的有機金屬化學家安‧威爾森(Anne M. Wilson)領軍,她和美國陶氏益農公司(或譯「陶氏」、「道禮」,Dow AgroSciences)的同事共同改良一種具有成串球形內管的球型冷凝管(Allihn condenser)。原本的球型冷凝管是從下方注水,上方出水。而她們去除下端的注水口,並從上端注入比熱高又便宜的乙二醇,乙二醇就靜置在冷凝管裡面作為導熱物質,不需要流動。(圖三)
圖二、在Vigreux 冷凝管外包上一層鋁鞘,鋁製外衣與冷凝管間注水,以增強冷卻效果。
圖三、改良式球型冷凝管,在內外管間注入比熱高的乙二醇作為導熱劑,增強散熱效果。
她們加熱迴流10毫升的二氯甲烷18小時來測試冷卻效果,改良後的球形冷凝管失去了約一半的溶劑,原本需要不斷注入冷水的球形冷凝管則失去了約42%的溶劑,但是氣冷式Vigreux冷凝管卻是所有的溶劑都散失了。
奧勒岡大學(University of Oregon)的有機金屬化學家肯尼斯‧德克斯(Kenneth M. Doxsee)長久以來一直對水冷式冷凝管的用水量很感冒,但氣冷式冷凝管又不是很實用的替代方法,在讀過這兩篇文章的設計之後,他很高興發現終於有可以兼具省水和效率的冷凝管可以使用,德克斯更表示:「這類型的冷凝管對位在沒有穩定供水區域的實驗室來說非常方便,如果能改良這類冷凝裝置,讓工業級的化學合成也能使用的話,那一定會非常有趣!」
參考資料:
1. New Condensers Cool Solvent Without Flowing Water
2.” Introducing a Novel and Highly Efficient Water-Saving Condenser”, ACS Sustainable Chem. Eng., 2013, 1 (12), pp 1498–1501
3.” Introducing a Novel and Highly Efficient Water-Saving Condenser”, ACS Sustainable Chem. Eng., 2013, 1 (12), pp 1498–1501.
4. Wikipedia: Condenser (laboratory)
4. Wikipedia: Condenser (laboratory)
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