Конденсатор Либиха
Конденсатор Либиха ( / ˈ l iː b ɪ ɡ / , LEE -big ) [1] или прямой конденсатор – это часть лабораторного оборудования , в частности, конденсатор, состоящий из прямой стеклянной трубки, окруженной водяной рубашкой .
При типичных лабораторных операциях, таких как дистилляция , конденсатор закрепляется на стойке реторты в вертикальном или наклонном положении. Горячий пар некоторой жидкости вводится в верхний конец внутренней трубки и конденсируется при контакте с ее более холодными стенками. Вода (или какая-либо другая жидкость) постоянно циркулирует в рубашке, унося тепло парообразования, жидкости выделяемое конденсирующимся паром, удерживая в трубке температуру ниже точки кипения . Конденсированная жидкость капает из нижнего конца внутренней трубки.
Конденсатор Либиха также можно использовать в операциях рефлюкса или экстракции Сокслета , хотя для этих задач лучше подходят другие типы конденсаторов. В этом случае конденсатор удерживается вертикально над ресивером с кипящей жидкостью. Пар поступает во внутреннюю трубку через нижний конец, а сконденсированная жидкость стекает обратно через то же отверстие, тогда как верхний конец трубки обычно остается открытым в атмосферу.
История
[ редактировать ]Этот тип конденсатора назван в честь немецкого химика Юстуса фон Либиха , хотя он лишь усовершенствовал и популяризировал его. [2] [3] [4] [5]
Самый ранний лабораторный конденсатор с водяным охлаждением был изобретен в 1771 году шведско - немецким химиком Кристианом Вайгелем (1748–1831). [6] Конденсатор Вейгеля состоял из двух коаксиальных жестяных трубок, соединенных на нижних концах, образующих водяную рубашку, и открытых на верхних концах. Холодная вода поступала в куртку через входное отверстие внизу и выливалась из открытого верхнего конца куртки. Через внутреннюю жестяную трубку проходила стеклянная трубка, несущая пары из перегонной колбы. Впоследствии Вейгель заменил внутреннюю жестяную трубку стеклянной трубкой и изобрел зажим, удерживающий конденсатор. [7]
Однако в анонимной брошюре, опубликованной в 1781 году, утверждалось, что противоточный конденсатор был изобретен в 1770 году и испытан в 1773 году. [8] На иллюстрациях в брошюре изображена реторта, к которой была прикреплена трубка. По трубке пары реторты проходили через прямоугольную коробку, выполнявшую роль конденсатора, в которой холодная вода текла от нижнего конца конденсатора к верхнему концу — противоточному конденсатору.
В 1794 году немецкий фармацевт Иоганн Фридрих Август Геттлинг (1753–1809), бывший ученик Вейгеля, улучшил конструкцию, запечатав оба конца водяной рубашки. [9]
(1719–1802) в своем, казалось бы, независимом изобретении В 1778 году финский фармацевт Якоб Гадолин предложил для использования на винокуренных заводах и в лабораториях конденсаторы, состоящие из металлической рубашки, которая окружала выпускную трубку из перегонного сосуда и через которую проходил противоток. холодной воды потекло. [10] [11]
Также независимо от Вейгеля Пьер-Исаак Пуассонье (1720–1798), врач короля Франции Людовика XV , опубликовал в 1779 году конструкцию перегонного аппарата для производства пресной воды из морской на борту корабля. [12] Аппарат состоял из реторты для кипячения морской воды, трубки, идущей от реторты через прямоугольную коробку, наполненную проточной холодной водой, питаемой из отдельного резервуара. [13]
Сам Либих ошибочно приписал эту конструкцию Геттлингу. [2] Либих заменил внешнюю металлическую стенку конденсатора Вейгеля стеклянной трубкой и использовал резиновые шланги вместо металлических трубок для подачи воды в конденсатор и из него. [14]
Дизайн
[ редактировать ]
Современный дизайн состоит из двух концентрических прямых стеклянных трубок, внутренняя из которых длиннее и выступает с обоих концов. Концы внешней трубки герметизированы (обычно кольцевым уплотнением из дутого стекла), образуя водяную рубашку, и рядом с концами снабжены боковыми отверстиями для притока и оттока охлаждающей жидкости. Концы внутренней трубки, несущей пар и конденсированную жидкость, открыты; они часто оснащены притертыми стеклянными соединениями для надежного и герметичного соединения с другим оборудованием.
Эффективность
[ редактировать ]По сравнению с простым трубчатым конденсатором с воздушным охлаждением реторты или головкой перегонного куба конденсатор Либиха более эффективно отводит тепло конденсации и поддерживает стабильно низкую температуру на поверхности конденсации.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Сарджент, Эпес (14 декабря 1854 г.). «Первоклассное стандартное издание для государственных и частных школ: содержащее краткое изложение правил произношения и ораторского искусства, многочисленные упражнения по чтению и декламации, новую систему ссылок на правила и определения, а также обширный пояснительный указатель» . Филлипс, Сэмпсон; Нью-Йорк – через Google Книги.
- ^ Jump up to: а б Дженсен, Уильям Б. (2006). «Происхождение конденсатора Либиха» . Журнал химического образования . 83 (1): 23. Бибкод : 2006JChEd..83...23J . дои : 10.1021/ed083p23 .
- ^ Кальбаум, Георг В.А. (1896) «Der so называемый Liebig'sche Kühlapparat» (Так называемый конденсатор Либиха), Отчеты Немецкого химического общества , 29 : 69–71.
- ^ Спетер, Макс (1908) «История изобретения конденсатора Либиха» , Chemiker Zeitung , 32 (1): 3–5.
- ^ Шеленц, Герман, Об истории фармацевтических [и] аппаратов для химической дистилляции (Берлин, Германия: Юлиус Шпрингер, 1911), стр. 84-88.
- ^ Кристиан Эренфрид Вейгель (1771), Observationes chemicae et Mineralologice Göttingen (на латыни ). Конструкция конденсатора описана на стр. 8–9 и в сноске на стр. 11; иллюстрация — рис. 2 на последней странице книги.
- ^ Кристиан Эренфрид Вейгель (1773) Химические и минералогические наблюдения, Часть вторая. Грайфсвальд , Германия (на латыни) См.: с. 41 и далее ( Наблюдение II. Новый метод охлаждения, Obs. Prior. I. Традиционный, применительно к стеклянным трубкам. ) и рисунок 1.
- ^ Аноним: Новая конструкция реторты для проведения любых видов дистилляции в больших масштабах , ...) . Рукописная заметка на титульном листе экземпляра, находившегося в коллекции государственной библиотеки Касселя, Германия, гласит: «par Жан-Гиацинт де Магеллан» ([написанный] Жоао Гиацинтом де Магелланом). Жоао Магеллан (1723–1790) был португальским монахом и ученым, поселившимся в Лондоне. Мы п. 5 брошюры, в предисловии говорилось: «Первая идея дистилляционной машины, о которой пойдет речь в этом Экрите, относится к 1770 году. Различные модели сначала выполнялись в небольших количествах, в том числе одна в месяц с января 1773 г.; наконец, некоторое время спустя, по приказу г-на де Бойна, тогдашнего морского министра, Машина была исполнена в Париже в больших масштабах...» (Первая идея перегонного устройства, которая является предметом этой работы, возникшей в 1770 году. Различные модели были выполнены сначала в небольшом масштабе, в частности одна в январе 1773 года, наконец, вскоре после этого, по приказу г-на де Бойна, затем Министр военно-морского флота, устройство было выполнено в Париже с большим размахом...)
- ^ Гёттлинг, Дж. Ф. (1794). «Описание очень удобного охлаждающего аппарата [для использования] при перегонке из реторты». Мягкая обложка для художников-вагинистов и фармацевтов . 15 . Веймар, Германия: Hoffmannische Buchhandlung: 129–135 . Проверено 2 июня 2022 г.
- ^ Гадолин, Якоб (1778) «Предложение föbättra Brännerie-slangen» (Предложение по улучшенному шлангу для дистилляции [т. е. конденсатору]), Royal Academy of Sciences Proceedings of the , 39 : 283–289. [на шведском языке]
- ^ Гадолин, Джейкоб (1783) «Предложение по улучшению конденсаторов на винокуренных заводах», Документы Шведской королевской академии наук , 40 : 271–276. [Немецкий перевод]
- ^ П. И. Пуазонье (1779 г.), Дистилляционный аппарат, подаренный военно-морскому министру ; Париж .
- ^ Дюжарден, Жюль (1900). «Ретроспективное исследование дистилляционного искусства» . Париж: Рис. 8, с. 169–170.
{{cite journal}}: Для цитирования журнала требуется|journal=( помощь ) - ^ Либих, Юстус фон; Поггендорф, Дж. К.; Вёлер, Фр., ред., Handwörterbuch der Reinen und angewandten Chemie [Словарь чистой и прикладной химии], том. 2 (Брауншвейг, (Германия): Фридрих Vieweg und Sohn, 1842), статья: «Дистиллация», стр. 526–554. На стр. 532, фиг. 29 , показан конденсатор, в котором внутренняя стеклянная трубка, содержащая горячие пары из перегонной колбы, теперь находится в непосредственном контакте с охлаждающей водой в рубашке конденсатора. Рис. 30 на стр. 533 показан конденсатор со стеклянной (не металлической) рубашкой для перегонки небольших порций материала.