Холодная ловушка

В вакууме представляет холодная ловушка собой устройство, которое конденсирует все пары, за исключением постоянных газов (водорода, кислорода и азота), в жидкость или твердое вещество. ^[2]^{[ нужно обновить ]} Наиболее распространенной целью является предотвращение попадания паров, откачиваемых в результате эксперимента, в вакуумный насос , где они могут конденсироваться и загрязнять его. Особенно большие холодные ловушки необходимы при удалении больших количеств жидкости, например, при сублимационной сушке .

Холодные ловушки также относятся к применению охлаждаемых поверхностей или перегородок для предотвращения вытекания паров масла из насоса в камеру. В таком случае к входному отверстию существующей насосной системы будет прикреплена перегородка или участок трубы, содержащий несколько охлаждаемых лопаток. При охлаждении перегородки либо криогеном, например смесью сухого льда, либо с помощью элемента Пельтье с электрическим приводом , молекулы масляного пара, ударяющиеся о лопатки перегородки, конденсируются и, таким образом, удаляются из перекачиваемой полости.

Приложения

Насосы, в которых масло используется либо в качестве рабочей жидкости ( диффузионные насосы ), либо в качестве смазки (механические ротационные насосы), часто являются источниками загрязнения в вакуумных системах. Размещение холодной ловушки на устье такого насоса значительно снижает риск обратного потока паров масла в полость.

Холодные ловушки также можно использовать для экспериментов с вакуумными линиями, таких как мелкомасштабная дистилляция / конденсация при очень низкой температуре . Это достигается за счет использования хладагента, такого как жидкий азот или замораживающая смесь сухого льда в ацетоне или аналогичном растворителе с низкой температурой плавления . Жидкий азот используется только в том случае, если сухой лед или другие криогенные подходы не конденсируют нужные газы, поскольку жидкий азот также конденсирует кислород. Любое содержание газообразного кислорода в вакуумной линии или любая утечка в вакуумной линии приведет к смешиванию жидкого кислорода с целевыми парами, что часто приводит к взрыву.

В более крупном масштабе этот метод называется сушкой вымораживанием, а холодная ловушка называется конденсатором.

Холодные ловушки также используются в системах крионасосов для создания жесткого вакуума путем конденсации основных компонентов атмосферы ( азота , кислорода , углекислого газа и воды ) в их жидкую или твердую форму.

Иглу прохладного воздуха в непроницаемом нижнем объеме - для уменьшения попадания холодного воздуха к обитателям за или другой снежный бивуак может использовать тот же принцип - удержание более плотного счет использования отстойника или подогревателя вокруг приподнятой спальной платформы внутри.

Опасности

При использовании холодной ловушки следует соблюдать осторожность, чтобы не допустить конденсации газообразного кислорода в холодной ловушке, видимого как светло-голубая жидкость. Жидкий кислород потенциально взрывоопасен, и это особенно верно, если ловушка использовалась для улавливания растворителя. Кислород может конденсироваться в холодной ловушке, если насос всасывает воздух через ловушку, когда ловушка очень холодная, например, при охлаждении жидким азотом . Помимо кислорода, в холодных ловушках конденсируются многие опасные газы, выделяющиеся в ходе реакций, например диоксид серы , хлорметан .

Строительство

Холодные ловушки (С на рисунке) обычно состоят из двух частей: дно — большая толстая круглая трубка с притертыми соединениями (Б на рисунке) и вторая — крышка (А на рисунке), также с соединения матового стекла. Длину трубки обычно подбирают так, чтобы в собранном виде общая достигнутая длина составляла примерно половину длины трубки.

Договоренность

Холодные ловушки должны быть собраны таким образом, чтобы нижняя труба была соединена с источником газа, а крышка - с источником вакуума. ^[3]^[4] В противоположном направлении, подсоединив нижнюю трубу к источнику вакуума, впускное отверстие вакуума размещается непосредственно над конденсатом, увеличивая вероятность перемещения конденсата паровой фазы вверх по (неохлаждаемой) нижней трубе (к насосу) или, если ловушка начнет работать для заполнения до заметного объема, при этом конденсат жидкой фазы втягивается в насос.

См. также

Ссылки

^ Эррингтон, РМ (1997). Расширенная практическая неорганическая и металлоорганическая химия ( отрывок из Google Books ) . Лондон: Blackie Academic & Professional. п. 51. ИСБН 0-7514-0225-7 .
^ Лоуренс М. Харвуд, Кристофер Дж. Муди (13 июня 1989 г.). Экспериментальная органическая химия: принципы и практика (Иллюстрированное издание). Уайли Блэквелл. стр. 41–42 . ISBN 978-0-632-02017-1 .
^ Коллектор Олдрича, включая предварительно отформованную холодную ловушку.
^ «Предварительно сформованная холодная ловушка от Chemglass» . Архивировано из оригинала 6 июня 2014 г. Проверено 5 июня 2014 г.

[errington-1] Эррингтон, РМ (1997). Расширенная практическая неорганическая и металлоорганическая химия ( отрывок из Google Books ) . Лондон: Blackie Academic & Professional. п. 51. ИСБН 0-7514-0225-7 .

[HarwoodMoodyEOCPAP-2] Лоуренс М. Харвуд, Кристофер Дж. Муди (13 июня 1989 г.). Экспериментальная органическая химия: принципы и практика (Иллюстрированное издание). Уайли Блэквелл. стр. 41–42 . ISBN 978-0-632-02017-1 .

[3] Коллектор Олдрича, включая предварительно отформованную холодную ловушку.

[4] «Предварительно сформованная холодная ловушка от Chemglass» . Архивировано из оригинала 6 июня 2014 г. Проверено 5 июня 2014 г.

[1]

[2]

[3]

[4]