Конденсатора Либиха или прямой конденсатор представляет собой часть лабораторного оборудования , конкретно конденсатор , состоящий из прямой стеклянной трубки , окруженной водяной рубашкой .
В типичных лабораторных операциях, таких как дистилляция , конденсатор закреплен на стойках реторт в вертикальной или наклонной ориентации. Горячий пар некоторой жидкости вводится в верхний конец внутренней трубы и конденсируется при контакте с ее более холодными стенками. Вода (или какая-либо другая жидкость) постоянно циркулирует в рубашке, чтобы отводить тепло испарения, выделяемое конденсирующимся паром, удерживая трубку ниже точки кипения жидкости . Конденсированная жидкость капает из нижнего конца внутренней трубки.
Конденсатор Либиха также можно использовать в операциях орошения или экстракции Сокслета , хотя другие типы конденсаторов лучше подходят для этих задач. В этом случае конденсатор удерживается вертикально над резервуаром с кипящей жидкостью. Пар поступает во внутреннюю трубку через нижний конец, а конденсированная жидкость стекает обратно через то же отверстие, в то время как верхний конец трубки обычно остается открытым для атмосферы.
История
Этот тип конденсатора назван в честь немецкого химика Юстуса Барона фон Либиха , хотя он только усовершенствовал и популяризировал его. [1] [2] [3] [4]
Самая ранняя с водяным охлаждением конденсатора лаборатории был изобретен в 1771 году шведский - немецкий химик Кристиан Вайгель (1748-1831). [5] Конденсатор Вейгеля состоял из двух коаксиальных оловянных трубок, которые были соединены своими нижними концами, образуя водяную рубашку, и открытых на своих верхних концах. Холодная вода поступала в рубашку через входное отверстие внизу и выливалась из открытого верхнего конца рубашки. Стеклянная трубка, несущая пары из перегонной колбы, проходила через внутреннюю оловянную трубку. Впоследствии Вейгель заменил внутреннюю оловянную трубку стеклянной трубкой и разработал зажим для удержания конденсатора. [6]
Однако в анонимной брошюре, опубликованной в 1781 году, утверждалось, что противоточный конденсатор был задуман в 1770 году и испытан в 1773 году. [7] На иллюстрациях в брошюре изображена реторта, к которой была прикреплена трубка. Трубка переносила пары реторты через прямоугольную коробку, которая действовала как конденсатор и в которой холодная вода текла от нижнего конца конденсатора к его верхнему концу - противоточному конденсатору.
В 1794 году немецкий фармацевт Иоганн Фридрих Август Гёттлинг (1753–1809), бывший ученик Вайгеля, улучшил конструкцию, закрыв оба конца водяной рубашки. [8]
В 1778 году финский фармацевт Якоб Гадолин (1719–1802) предложил в 1778 г. конденсаторы для использования в ликероводочных заводах и в лабораториях, которые состояли из металлической оболочки, которая окружала разрядную трубку от дистилляционного сосуда и через которую проходил противоток. потекла холодная вода. [9] [10]
Также независимо от Вейгеля Пьер-Исаак Пуассонье (1720–1798), врач короля Франции Людовика XV , опубликовал в 1779 году проект перегонного куба для производства пресной воды из морской воды на борту корабля. [11] Аппарат состоял из реторты для кипячения морской воды, трубы, выходящей из реторты через прямоугольную коробку, заполненную проточной холодной водой, подаваемой из отдельного резервуара. [12]
Сам Либих ошибочно приписал дизайн Геттлингу. [13] 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
Современный дизайн состоит из двух концентрических прямых стеклянных трубок, внутренняя более длинная и выступает на обоих концах. Концы внешней трубки герметизированы (обычно с помощью кольцевого уплотнения из дутого стекла), образуя водяную рубашку, и снабжены боковыми отверстиями около концов для впуска и выпуска охлаждающей жидкости. Концы внутренней трубки, по которой проходит пар и конденсированная жидкость, открыты; они часто имеют стыки из матового стекла для надежного и герметичного соединения с другим оборудованием.
Эффективность
По сравнению с простым трубчатым конденсатором реторты или головкой перегонного куба с воздушным охлаждением конденсатор Либиха более эффективен в отводе тепла конденсации и в поддержании стабильно низкой температуры на поверхности конденсации.
Рекомендации
- ^ Дженсен, Уильям Б. (2006) "Истоки конденсатора Либиха", Журнал химического образования , 83 : 23.
- ^ Кальбаума, Георг WA (1896) "Der sogenannte Liebig'sche Kühlapparat" (так называемый Либиха конденсатор), Berichte дер Deutschen Gesellschaft Chemischen , 29 : 69-71.
- ^ Спетер, Макс (1908) "Geschichte der Erfindung des" Liebig'schen Kühlapparat " (История изобретения конденсатора" Либиха "), Chemiker Zeitung , 32 (1): 3–5.
- ^ Schelenz, Hermann, Zur Geschichte дер Pharmazeutisch-Chemischen Destilliergerate [Об истории фармацевтических [и] химических аппаратов перегонки] (Берлин, Германия: Julius Springer, 1911), С. 84-88..
- ^ Кристиан Эренфрид Вейгель (1771), Observationes chemicae et mineralogicale Göttingen (на латыни ). Конструкция конденсатора поясняется на стр. 8–9 и в сноске на стр. 11; иллюстрация - рис. 2 на последней странице книги.
- ^ Кристиан Эренфрид Вейгель (1773) Observationes chemicae et mineralogicae, Pars Secunda. Грайфсвальд , Германия . (на латинском языке) См .: стр. 41 и далее ( Observatio II. Methodus Refrigerandi Nova, Obs. Prior. I. Tradita, ad Tubelos Vitreos Applicata. ) и рис. 1.
- ↑ Аноним: Nouvelle Construction d'Alambic pour faire toute sorte de distillation en grand , ... (Новая конструкция реторты для крупномасштабной дистилляции любого вида, ...). Рукописная заметка на титульном листе копии, находившейся в коллекции государственной библиотеки Касселя, Германия, гласит: «Par Jean-Hyacinthe de Magellan» ([написано] Жоао Гиацинтом де Магелланом). Жоао Магеллан (1723–1790) был португальским монахом и ученым, поселившимся в Лондоне. На стр. 5 брошюры, в Préface сказано: "La première idée de la Machine distillatoire dont il sera question dans cet Ecrit, remote à l'année 1770. Il en fut d'abord exécuté différens modèles en petit, & notamment un dans le mois" de Janvier 1773; enfin, peu de temps après, par les ordres de M. de Boynes, alors Ministre de la Marine, la Machine fut exécutée à Paris en grand, ... " (Первая идея устройства для перегонки, которое является предмет этой работы возник в 1770 году. Различные модели были выполнены сначала в небольшом масштабе, в частности, в январе 1773 года; наконец, вскоре после этого, по приказу г-на де Бойна, тогдашнего министра. ВМФ устройство было выполнено в Париже в больших масштабах, ...)
- ^ JF Göttling, "Beschreibung einer sehr bequemen Kühlanstalt bey Destillationenen aus der Blase" (Описание очень удобного охлаждающего устройства [для использования] во время дистилляции из реторт), Taschenbuch für Scheidekünstler und Apotheker (Карманный справочник для [химических] аналитиков) и аптекарей , 15 изд. (Веймар, (Германия): Hoffmannische Buchhandlung [книжный магазин Хоффмана], 1794), стр. 129–135.
- ^ Гадолин, Якоб (1778) "Förslag в föbättra Brännerie-slangen" (Предложение по усовершенствованному шлангу ликероводочного [т.е. конденсатор]), Kungliga Vetenskaps Akademiens Handlingar (Труды Королевской академии наук), 39 : 283-289. [на шведском языке]
- ^ Гадолин, Jacob (1783) "Vorschlag, умирает Schlange beym Brantweinbrennen ца verbessern" (Предложение по улучшению конденсаторов в винокурнях), Der Königlich Schwedischen Akademie дера Wissenschaften Abhandlungen , 40 : 271-276. [Немецкий перевод]
- ^ PI Poisonnier (1779), Appareil distillatoire Presente а.е. Ministre де - ла - Marine ; Париж .
- ^ Dujardin. Жюль (1900): [ https://books.google.com/books?id=JTINAAAAYAAJ&pg=PA170#v=onepage&q&f=false Recherches rétrospectives sur l'art de la distillation: ( Париж , самоиздание); Рис. 8, страницы 169–170.
- ^ Происхождение конденсатора Либиха Дженсен, Уильям Б.Дж. Chem. Educ. 2006 83 23. Аннотация.
- ^ Либих, Юстус фон; Поггендорф, JC; Wöhler, Fr., ed.s, Handwörterbuch der reinen und angewandten Chemie [Словарь чистой и прикладной химии], т. 2 (Брауншвейг, (Германия): Friedrich Vieweg und Sohn, 1842), статья: «Дистилляция», стр. 526–554. На стр. 532, фиг. 29 показан конденсатор, в котором внутренняя стеклянная трубка, содержащая горячие пары из перегонной колбы, теперь находится в прямом контакте с охлаждающей водой в рубашке конденсатора. Рис.30 на стр. 533 показан конденсатор со стеклянной (не металлической) рубашкой для перегонки небольших партий материала.