Магнитная мешалка

Магнитная мешалка
	Штифта, смешивающая раствор на комбинированном устройстве с магнитно-шпилькой с горячей пластиной; Левая ручка контролирует скорость перемешивания, а правая ручка контролирует нагрев
Другие имена	Магнитный миксер
Использование	Жидкость смешивания
Изобретатель	Артур Розингер
Связанные предметы	Вихревой миксер , статический миксер

Магнитная мешалка или магнитный миксер - это лабораторное устройство, которое использует вращающееся магнитное поле, чтобы вызвать погружение в жидкость (или блохие ), погруженную в жидкость, чтобы вращаться, тем самым перемешивая. Вращающее поле может быть создано либо вращающимся магнитом , либо набором стационарных электромагнитов, расположенных под сосудом с жидкостью. Он используется в химии и биологии в качестве удобного способа перемешивания небольших объемов и где другие формы перемешивания, такие как верхние накладки и перемешивающие стержни, могут быть не жизнеспособными.

История

Первый патент для магнитного миксера - 1 242 493 США, выпущен 9 октября 1917 года Ричарду Х. Стрингхэму из Баунтифул, штат Юта . Миксер Stringham использовал стационарные электромагниты в основании, а не вращающегося постоянного магнита, чтобы повернуть мешалку. ^{[ 1 ]}

Артур Розингер из Ньюарка, штат Нью -Джерси, получил патент в США 2 350 534 под названием «Магнитная мешалка» 6 июня 1944 года, подав заявление 5 октября 1942 года. ^{[ 2 ]} Патент Розингера включает в себя описание покрытого барного магнита, расположенного в сосуде, который управляется вращающимся магнитом в основании под сосудом. Розингер также объясняет в своем патенте, который покрывает магнит пластиком или покрывает его стеклом или фарфором, делает его химически инертным.

Бар-магнит с пластиковым покрытием был независимо изобретен в конце 1940-х годов Эдвардом Маклафлином из Торпедо-экспериментального учреждения (TEE), Гринока , Шотландии, который назвал его «блох» из-за того, как она прыгает, если вращающийся магнит движется слишком быстро. ^{[ Цитация необходима ]}

Первая многоточечная магнитная мешалка была разработана и запатентовала Salvador Bonet из компании SBS в 1977 году. Он также представил практику отмечения деноминации перемешивающей силы в «литрах воды», которая сегодня является рыночным стандартом. ^{[ 3 ]}

Дизайн

Магнитная мешалка состоит из магнитного стержня, помещенного в жидкость, которая обеспечивает перемешивающее действие. Движение перемешивания приводится в движение другим вращающимся магнитом или сборкой электромагнитов в устройстве мешалки под сосудом, содержащим жидкость. ^{[ 4 ]} Размешание, как правило, покрывается в PTFE , или, реже, в стекле; Покрытия предназначены для химически инертного , а не загрязняют или реагируют с реакционной смесью, в которой они находятся. ^{[ 4 ]} Стекло может быть жизнеспособным в качестве альтернативы, если PTFE не подходит из -за высокой температуры или химической атаки. При растворяющихся снижениях металлов, в котором используется щелочный металл, растворенный в первичном амине, PTFE может быть атакован в некоторой степени. ^{[ 5 ]}^{[ 6 ]} Снижение березы (общее сокращение растворяющихся металлов) часто проводятся в стеклянном сосуде, что указывает на то, что стеклянная штукатурка также будет совместима. Стекло можно атаковать сильные щелочи (например, Lye) в зависимости от тепла, времени воздействия и концентрации. ^{[ 7 ]}

Магнитные мешалки являются шарнирными и обычно восьмиугольными или круглыми по поперечному сечению. Опознанная овальная форма также распространена для использования в колбах с круглыми путями . Существуют различные специальные формы для более стабильного или эффективного перемешивания в различных условиях или для соответствия форме мелких сосудов. Многие перерывы имеют поворотное кольцо вокруг центра, на котором они вращаются. Самые маленькие имеют длину всего несколько миллиметров и самые большие несколько сантиметров. Меньшие размеры (менее около 10 мм) часто называют «блохами».

Лабораторные горячие пластины часто служат двойной цели, включая как перемешивающую сборку, так и нагревающий элемент . Такие нагревательные элементы могут варьироваться в мощности от нескольких сотен до нескольких тысяч ватт и позволить реакционной колбе нагреваться и перемешивать одновременно. Максимально достигаемая температура жидкости зависит от размера колбы, количества раствора, которое нужно нагревать, мощность нагреваемого элемента и количество изоляции, предоставляемой системе.

Магнитный материал в стержнях чаще всего является альнико или кобальтом самария , который может выдерживать высокие температуры без потери магнитной прочности, хотя для применения низкого температуры неодим можно использовать , и существуют фарритовые полосы.

Из -за его небольшого размера, перемешивающая стержень легче очищать и стерилизовать, чем другие помешивающие устройства. Они не требуют смазков , которые могут загрязнять реакционный сосуд и продукт.

Ретривер для перемешивания - это отдельный магнит на конце длинной палочки (также покрытый химически инертным PTFE), который можно использовать для удаления перемешивающих стержней с сосуда. ^{[ 4 ]}

Использование

Смесь почвы и деионизированной воды перемешивается для калибровки pH

Магнитные мешалки часто используются в химии и биологии , где их можно использовать для перемешивания герметически закрытых сосудов или систем без необходимости сложной гнили уплотнения Они предпочтительны из-за моторизованных шестерни, потому что они более тише, более эффективны и не имеют движущихся внешних деталей для разрыва или износа (кроме самого простого барного магнита). Магнитные штуковины хорошо работают в стеклянных сосудах, обычно используемых для химических реакций, поскольку стекло не влияет на магнитное поле .

Ограниченный размер стержня означает, что магнитные мешалки можно использовать только для относительно небольших экспериментов, 4 литра или меньше. Перемешание также испытывает трудности с борьбой с вязкими жидкостями или толстыми подвесками. Для больших объемов или более вязких жидкостей обычно требуется какое -то механическое перемешивание (например, верхняя мешалка).

В синтетической химии комбинированная магнитная мешалка/обогреватель, оснащенный встроенным механизмом контроля температуры и температурным зондом, обычно используется с нагревательной ванной (обычно нефтяной, песок или низкометочного металла) или охлаждающей ванной (обычно вода, Лед, или органическая жидкость, смешанная с жидким азотом или сухим льдом в качестве охлаждающей жидкости), позволяя реакциям сосуда, помещенные в ванну, поддерживать при температурах между приблизительно -120 и 250 ° C (-184 и 482 ° F).

Смотрите также

Шейкер (лаборатория) - лабораторное устройство
Перемешивающий стержень - лабораторная стеклянная посуда, используемая для перемешивания
Статический миксер - устройство для смешивания двух жидких материалов в трубке, содержащей серию перегородков

Ссылки

^ «Электромодный напиток» .
^ США 2350534 , Розингер А, «Магнитная мешалка», выпущен 6 июня 1944 года
^ «Эволюция биологических шейкеров и мешаток» . Менеджер лаборатории .
^ Подпрыгнуть до: ^а ^{беременный} ^в "Размешайте батончики" . Университет Колорадо в Боулдере. Архивировано из оригинала 7 июня 2014 года . Получено 16 февраля 2013 года .
^ Del Campo FJ, Neudeck A, Compton RG, Marken F, Bull SD, Davies SG (июль 2001 г.). «Низкотемпературные соноэлектрохимические процессы: Часть 2: генерация сольватированных электронов и процессов восстановления березы в условиях высокой массовой транспорта при жидком аммиаке». Журнал электроаналитической химии . 507 (1): 144–151. doi : 10.1016/s0022-0728 (01) 00368-0 .
^ De Los Reyes CA, Smith McWilliams AD, Hernández K, Walz-Mitra KL, Ergülen S, Pasquali M, Martí AA (март 2019 г.). «Негативное влияние наносов PTFE на ковалентную функционализацию нанотрубков нитрида углерода и бора с использованием условий снижения Billups-Birch» . ACS Omega . 4 (3): 5098–5106. doi : 10.1021/acsomega.8b03677 . PMC 6648908 . PMID 31459687 .
^ Джиролами Г.С., Томас Б., Раухфусс Т.Б., Анжеличи Р.Дж. (1 августа 1999 г.). Синтез и техника в неорганической химии: лабораторное руководство (3 изд.). Университетские научные книги. п. 87. ISBN 978-0-935702-48-4 Полем Получено 23 апреля 2013 года .

Внешние ссылки

Короткое видео домашней тарелки. Лицензия на атрибуцию Creative Commons (повторное использование разрешено).

[1] «Электромодный напиток» .

[2] США 2350534 , Розингер А, «Магнитная мешалка», выпущен 6 июня 1944 года

[3] «Эволюция биологических шейкеров и мешаток» . Менеджер лаборатории .

[boulder-4] Подпрыгнуть до: ^а ^{беременный} ^в "Размешайте батончики" . Университет Колорадо в Боулдере. Архивировано из оригинала 7 июня 2014 года . Получено 16 февраля 2013 года .

[5] Del Campo FJ, Neudeck A, Compton RG, Marken F, Bull SD, Davies SG (июль 2001 г.). «Низкотемпературные соноэлектрохимические процессы: Часть 2: генерация сольватированных электронов и процессов восстановления березы в условиях высокой массовой транспорта при жидком аммиаке». Журнал электроаналитической химии . 507 (1): 144–151. doi : 10.1016/s0022-0728 (01) 00368-0 .

[6] De Los Reyes CA, Smith McWilliams AD, Hernández K, Walz-Mitra KL, Ergülen S, Pasquali M, Martí AA (март 2019 г.). «Негативное влияние наносов PTFE на ковалентную функционализацию нанотрубков нитрида углерода и бора с использованием условий снижения Billups-Birch» . ACS Omega . 4 (3): 5098–5106. doi : 10.1021/acsomega.8b03677 . PMC 6648908 . PMID 31459687 .

[Synthesis_and_Technique_in_Inorganic_Chemistry-7] Джиролами Г.С., Томас Б., Раухфусс Т.Б., Анжеличи Р.Дж. (1 августа 1999 г.). Синтез и техника в неорганической химии: лабораторное руководство (3 изд.). Университетские научные книги. п. 87. ISBN 978-0-935702-48-4 Полем Получено 23 апреля 2013 года .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]