1. 乾燥的方法及機理
乾燥是有機化學實驗室中最常用到的重要操作之一,其目的在於除去化合物中存在的少量水分或其他溶劑。液體中的水分會與液體形成共沸物,在蒸餾時就有過多的「前餾分」,造成物料的嚴重損失;固體中的水分會造成熔點降低,而得不到正確的測定結果。試劑中的水分會嚴重干擾反應,如在制備格氏試劑或醯氯的反應中若不能保證反應體系的充分乾燥就得不到預期產物;而反應產物如不能充分乾燥,則在分析測試中就得不到正確的結果,甚至可能得出完全錯誤的結論。所有這些情況中都需要用到乾燥。乾燥的方法因被乾燥物料的物理性質、化學性質及要求乾燥的程度不同而不同,如果處置不當就不能得到預期的效果。
1.液體的乾燥
實驗室中乾燥液體有機化合物的方法可分為物理方法和化學方法兩類。
(1)物理乾燥法
① 分餾法:可溶於水但不形成共沸物的有機液體可用分餾法乾燥,如實驗4那樣。
② 共沸蒸(分)餾法:許多有機液體可與水形成二元最低共沸物(見書末附錄3),可用共沸蒸餾法除去其中的水分,其原理見第74~77頁。當共沸物的沸點與其有機組分的沸點相差不大時,可採用分餾法除去含水的共沸物,以獲得乾燥的有機液體。但若液體的含水量大於共沸物中的含水量,則直接的蒸(分)餾只能得到共沸物而不能得到乾燥的有機液體。在這種情況下常需加入另一種液體來改變共沸物的組成,以使水較多較快地蒸出,而被乾燥液體盡可能少被蒸出。例如,工業上制備無水乙醇時,是在95%乙醇中加入適量苯作共沸蒸餾。首先蒸出的是沸點為64.85℃的三元共沸物,含苯、水、乙醇的比例為74∶7.5∶18.5。在水完全蒸出後,接著蒸出的是沸點為68.25℃的二元共沸物,其中苯與乙醇之比為67.6∶32.4。當苯也被蒸完後,溫度上升到78.85℃,蒸出的是無水乙醇。
③ 用分子篩乾燥:分子篩是一類人工製作的多孔性固體,因取材及處理方法不同而有若干類別和型號,應用最廣的是沸石分子篩,它是一種鋁硅酸鹽的結晶,由其自身的結構,形成大量與外界相通的均一的微孔。化合物的分子若小於其孔徑,可進入這些孔道;若大於其孔徑則只能留在外面,從而起到對不同種分子進行「篩分」的作用。選用合適型號的分子篩,直接浸入待乾燥液體中密封放置一段時間後過濾,即可有選擇地除去有機液體中的少量水分或其他溶劑。分子篩乾燥的作用原理是物理吸附,其主要優點是選擇性高,乾燥效果好,可在pH 5~12的介質中使用。表3-3列出了幾種最常用的分子篩供選用時參考。分子篩在使用後需用水蒸氣或惰性氣體將其中的有機分子代換出來,然後在(550±10)℃下活化2h,待冷卻至約200℃時取出,放進乾燥器中備用。若被乾燥液體中含水較多,則宜用其他方法先作初步乾燥後再用分子篩乾燥。
表3-3 幾種常用分子篩的吸附作用
(2)化學乾燥法
化學乾燥法是將適當的乾燥劑直接加入到待乾燥的液體中去,使與液體中的水分發生作用而達到乾燥的目的。依其作用原理的不同可將乾燥劑分成兩大類:一類是可形成結晶水的無機鹽類,如無水氯化鈣,無水硫酸鎂,無水碳酸鈉等;另一類是可與水發生化學反應的物質,如金屬鈉、五氧化二磷、氧化鈣等。前一類的吸水作用是可逆的,升溫即放出結晶水,故在蒸餾之前應將乾燥劑濾除,後一類的作用是不可逆的,在蒸餾時可不必濾除。對於一次具體的乾燥過程來說,需要考慮的因素有乾燥劑的種類、用量、乾燥的溫度和時間以及乾燥效果的判斷等。這些因素是相互聯系、相互制約的,因此需要綜合考慮。
① 乾燥劑的種類選擇選擇乾燥劑主要考慮:
(a)所用乾燥劑不能溶解於被乾燥液體,不能與被乾燥液體發生化學反應,也不能催化被乾燥液體發生自身反應。如鹼性乾燥劑不能用以乾燥酸性液體;酸性乾燥劑不可用來乾燥鹼性液體;強鹼性乾燥劑不可用以乾燥醛、酮、酯、醯胺類物質,以免催化這些物質的縮合或水解;氯化鈣不宜用於乾燥醇類、胺類及某些酯類,以免與之形成絡合物等。表3-4列出了乾燥各類有機物所適用的乾燥劑。
表3-4 適合於各類有機液體的乾燥劑
(b)乾燥劑的乾燥效能和需要乾燥的程度。無機鹽類乾燥劑不可能完全除去有機液體中的水。因所用乾燥劑的種類及用量不同,所能達到的乾燥程度亦不同。應根據需要乾燥的程度來選擇(見第107~108頁)。至於與水發生不可逆化學反應的乾燥劑,其乾燥是較為徹底的,但使用金屬鈉乾燥醇類時卻不能除盡其中的水分,因為生成的氫氧化鈉與醇鈉間存在著可逆反應:
C2H5ONa + H2O = C2H5OH + NaOH
因此必須加入鄰苯二甲酸乙酯或琥珀酸乙酯使平衡向右移動。
② 乾燥劑的用量乾燥劑的用量主要決定於:
a.被乾燥液體的含水量。液體的含水量包括兩部分:一是液體中溶解的水,可以根據水在該液體中的溶解度進行計算;表3-5列出了水在一些常用溶劑中的溶解度。對於表中未列出的有機溶劑,可從其他文獻中去查找,也可根據其分子結構估計。二是在萃取分離等操作過程中帶進的水分,無法計算,只能根據分離時的具體情況進行推估。例如,在分離過程中若油層與水層界面清楚,各層都清晰透明,分離操作適當,則帶進的水就較少;若分離時乳化現象嚴重,油層與水層界面模糊,分得的有機液體渾濁,甚至帶有水包油或油包水的珠滴,則會夾帶有大量水分。
表3-5 水在有機溶劑中的溶解度
b.乾燥劑的吸水容量及需要乾燥的程度。吸水容量指每克乾燥劑能夠吸收的水的最大量。通過化學反應除水的乾燥劑,其吸水容量可由反應方程式計算出來。無機鹽類乾燥劑的吸水容量可按其最高水合物的示性式計算。用液體的含水量除以乾燥劑的吸水容量可得乾燥劑的最低需用量,而實際乾燥過程中所用乾燥劑的量往往是其最低需用量的數倍,以使其形成含結晶水數目較少的水合物,從而提高其乾燥程度。當然,乾燥劑也不是用得越多越好,因為過多的乾燥劑會吸附較多的被乾燥液體,造成不必要的損失。
③ 溫度、時間及乾燥劑的粒度對乾燥效果的影響。無機鹽類乾燥劑生成水合物的反應是可逆的,在不同的溫度下有不同的平衡。在較低溫度下水合物較穩定,在較高溫度下則會有較多的結晶水釋放出來,所以在較低溫度下乾燥較為有利。乾燥所需的時間因乾燥劑的種類不同而不同,通常需兩個小時,以利乾燥劑充分與水作用,最少也需半小時。若乾燥劑顆粒小,與水接觸面大,所需時間就短些,但小顆粒乾燥劑總表面積大,會吸附過多被乾燥液體而造成損失;大顆粒乾燥劑總表面積小,吸附被乾燥液體少,但吸水速度慢。所以太大的塊狀乾燥劑宜作適當破碎,但又不宜破得太碎。
④ 乾燥的實際操作。使用無機鹽類乾燥劑乾燥有機液體時通常是將待乾燥的液體置於錐形瓶中,根據粗略估計的含水量大小,按照每10mL液體0.5~1g乾燥劑的比例加入乾燥劑,塞緊瓶口,稍加搖振,室溫放置半小時,觀察乾燥劑的吸水情況。若塊狀乾燥劑的稜角基本完好;或細粒狀的乾燥劑無明顯粘連;或粉末狀的乾燥劑無結團、附壁現象,同時被乾燥液體已由渾濁變得清亮,則說明乾燥劑用量已足,繼續放置一段時間即可過濾。若塊狀乾燥劑稜角消失而變得渾圓,或細粒狀、粉末狀乾燥劑粘連、結塊、附壁,則說明乾燥劑用量不夠,需再加入新鮮乾燥劑。如果乾燥劑已變成糊狀或部分變成糊狀,則說明液體中水分過多,一般需將其過濾,然後重新加入新的乾燥劑進行乾燥。若過濾後的濾液中出現分層,則需用分液漏斗將水層分出,或用滴管將水層吸出後再進行乾燥,直至被乾燥液體均一透明,而所加入的乾燥劑形態基本上沒有變化為止。
此外,一些化學惰性的液體,如烷烴和醚類等,有時也可用濃硫酸乾燥。當用濃硫酸乾燥時,硫酸吸收液體中的水而發熱,所以不可將瓶口塞起來,而應將硫酸緩緩注滴入液體中,在瓶口安裝氯化鈣乾燥管與大氣相通。搖振容器使硫酸與液體充分接觸,最後用蒸餾法收集純凈的液體。
2.固體的乾燥
固體有機物在結晶(或沉澱)濾集過程中常吸附一些水分或有機溶劑。乾燥時應根據被乾燥有機物的特性和欲除去的溶劑的性質選擇合適的乾燥方式。常見的乾燥方式有:
(1)在空氣中晾乾。對於那些熱穩定性較差且不吸潮的固體有機物,或當結晶中吸附有易燃的揮發性溶劑如乙醚、石油醚、丙酮等時,可以放在空氣中晾乾(蓋上濾紙以防灰塵落入)。
(2)紅外線乾燥。紅外燈和紅外乾燥箱是實驗室中常用的乾燥固體物質的器具。它們都是利用紅外線穿透能力強的特點,使水分或溶劑從固體內的各個部分迅速蒸發出來。所以乾燥速度較快。紅外燈通常與變壓器聯用,根據被乾燥固體的熔點高低來調整電壓,控制加熱溫度以避免因溫度過高而造成固體的熔融或升華。用紅外燈乾燥時應注意經常翻攪固體,這樣既可加速乾燥,又可避免「烤焦」。
(3)烘箱乾燥。烘箱多用於對無機固體的乾燥,特別是對乾燥劑、吸附劑的焙烘或再生,如硅膠、氧化鋁等。熔點高的不易燃有機固體也可用烘箱乾燥,但必須保證其中不含易燃溶劑,而且要嚴格控制溫度以免造成熔融或分解。
(4)真空乾燥箱:當被乾燥的物質數量較大時,可採用真空乾燥箱。其優點是使樣品維持在一定的溫度和負壓下進行乾燥,乾燥量大,效率較高。
(5)乾燥器乾燥。凡易吸潮或在高溫乾燥時會分解、變色的固體物質,可置於乾燥器中乾燥。用乾燥器乾燥時需使用乾燥劑。乾燥劑與被乾燥固體同處於一個密閉的容器內但不相接觸,固體中的水或溶劑分子緩緩揮發出來並被乾燥劑吸收。因此對乾燥劑的選擇原則主要考慮其能否有效地吸收被乾燥固體中的溶劑蒸氣。表3-6列出了常用乾燥劑可以吸收的溶劑,供選擇乾燥劑時做參考。
表3-6 乾燥固體的常用乾燥劑
實驗室中常用的乾燥器有以下三種:
a.普通乾燥器:如圖1-1中的45所示,是由厚壁玻璃製作的上大下小的圓筒形容器,在上、下腔接合處放置多孔瓷盤,上口與蓋子以砂磨口密封。必要時可在磨口上加塗真空油脂。乾燥劑放在底部,被乾燥固體放在表面皿或結晶皿內置於瓷盤上。
圖3-45 真空乾燥器
b.真空乾燥器(圖3-45):與普通乾燥器大體相似,只是頂部裝有帶活塞的導氣管,可接真空泵抽真空,使乾燥器內的壓強降低,從而提高乾燥速度。應該注意,真空乾燥器在使用前一定要經過試壓。試壓時要用鐵絲網罩罩住或用布包住以防破裂傷人。使用時真空度不宜過高,一般在水泵上抽至蓋子推不動即可。解除真空時,進氣的速度不宜太快,以免吹散了樣品。真空乾燥器一般不宜用硫酸作乾燥劑,因為在真空條件下硫酸會揮發出部分蒸氣。如果必須使用,則需在瓷盤上加放一盤固體氫氧化鉀。所用硫酸應為密度為1.84的濃硫酸,並按照每1L濃硫酸18g硫酸鋇的比例將硫酸鋇加入硫酸中,當硫酸濃度降到93%時,有BaSO4·2H2SO4·H2O晶體析出,再降至84%時,結晶變得很細,即應更換硫酸。
圖3-46 真空恆溫乾燥器(乾燥槍)
c.真空恆溫乾燥器(乾燥槍):對於一些在烘箱和普通乾燥器中乾燥或經紅外線乾燥還不能達到分析測試要求的樣品,可用真空恆溫乾燥器(乾燥槍,見圖3-46)乾燥。其優點是乾燥效率高,尤其是除去結晶水和結晶醇效果好。使用前,應根據被乾燥樣品和被除去溶劑的性質選好載熱溶劑(溶劑沸點應低於樣品熔點),將載熱溶劑裝進圓底燒瓶中。將裝有樣品的「乾燥舟」放入乾燥室,接上盛有五氧化二磷的曲頸瓶,用水泵或油泵減壓。加熱使溶劑迴流,溶劑的蒸氣充滿夾層,樣品就在減壓和恆溫的乾燥室內被乾燥。每隔一定時間抽氣一次,以便及時排除樣品中揮發出來的溶劑蒸氣,同時可使乾燥室內保持一定的真空度。乾燥完畢先去掉熱源,待溫度降至接近室溫時,緩慢地解除真空,將樣品取出置於普通乾燥器中保存。真空恆溫乾燥器只適用於少量樣品的乾燥。
3.氣體的乾燥
實驗室中臨時制備的或由儲氣鋼瓶中導出的氣體在參加反應之前往往需要乾燥;進行無水反應或蒸餾無水溶劑時,為避免空氣中水汽的侵入,也需要對可能進入反應系統或蒸餾系統的空氣進行乾燥。氣體的乾燥方法有冷凍法和吸附法兩種。冷凍法是使氣體通過冷阱,氣體受冷時,其飽和濕度變小,其中的大部分水汽冷凝下來留在冷阱中,從而達到乾燥的目的。吸附法是使氣體通過吸附劑(如變色硅膠、活性氧化鋁等)或乾燥劑,使其中的水汽被吸附劑吸附或與乾燥劑作用而除去或基本除去以達到乾燥之目的。乾燥劑的選擇原則與液體的乾燥相似。表3-7列出了乾燥氣體常用的一些乾燥劑。使用固體乾燥劑或吸附劑時,所用的儀器為乾燥管(圖1-1中11和25)、乾燥塔(圖1-1中44)、U形管或長而粗的玻璃管。所用乾燥劑應為塊狀或粒狀,切忌使用粉末,以免吸水後堵塞氣體通路,並且裝填應緊密而又有空隙。如果乾燥要求高,可以連接兩個或多個乾燥裝置。如果這些乾燥裝置中的乾燥劑不同,則應使乾燥效能高的靠近反應瓶一端,吸水容量大的靠近氣體來路一端。氣體的流速不宜過快,以便水汽被充分吸收。如果被乾燥氣體是由鋼瓶導出,應當在開啟鋼瓶並調好流速之後再接入乾燥系統,以免因流速過大而發生危險。如果用濃硫酸作乾燥劑,則所用儀器為洗氣瓶(圖1-1中43),此時應注意將洗氣瓶的進氣管直通底部,不要將進氣口和出氣口接反了。在乾燥系統與反應系統之間一般應加置安全瓶,以避免倒吸。濃硫酸的用量宜適當,太多則壓力過大,氣體不易通過,太少則乾燥效果不好。乾燥系統在使用完畢之後應立即封閉,以便下次使用。如果所用乾燥劑已失效,應及時更換;吸附劑如失效,應取出再生後重新裝入。無水反應或蒸餾無水溶劑時避免濕氣侵入的乾燥裝置是裝有無水氯化鈣的乾燥管(見圖3-22b,圖3-23,圖3-9d及圖3-48a和b)。
表3-7 乾燥氣體時所用的乾燥劑
4.實驗室中常用的乾燥劑及其特性
① 無水氯化鈣(CaCl2):無定形顆粒狀(或塊狀),價格便宜,吸水能力強,乾燥速度較快。吸水後形成含不同結晶水的水合物CaCl2·nH2O(n=1,2,4,6)。最終吸水產物為CaCl2·6H2O (30℃以下),是實驗室中常用的乾燥劑之一。但是氯化鈣能水解成Ca(OH)2 或Ca(OH)Cl ,因此不宜作為酸性物質或酸類的乾燥劑。同時氯化鈣易與醇類,胺類及某些醛、酮、酯形成分子絡合物。如與乙醇生成CaCl2·4C2H5OH、與甲胺生成CaCl2·2CH3NH2,與丙酮生成CaCl2·2(CH3)2CO 等, 因此不能作為上述各類有機物的乾燥劑。
② 無水硫酸鈉(Na2SO4):白色粉末狀,吸水後形成帶10個結晶水的硫酸鈉(Na2SO4·10H2O)。因其吸水容量大,且為中性鹽,對酸性或鹼性有機物都可適用,價格便宜,因此應用范圍較廣。但它與水作用較慢,乾燥程度不高。當有機物中夾雜有大量水分時,常先用它來作初步乾燥,除去大量水分,然後再用乾燥效率高的乾燥劑乾燥。使用前最好先放在蒸發皿中小心烘炒,除去水分,然後再用。
③ 無水硫酸鎂(MgSO4):白色粉末狀,吸水容量大,吸水後形成帶不同數目結晶水的硫酸鎂MgSO4·nH2O (n=1,2,4,5,6,7)。最終吸水產物為MgSO4·7H2O(48℃以下)。由於其吸水較快,且為中性化合物,對各種有機物均不起化學反應,故為常用乾燥劑。特別是那些不能用無水氯化鈣乾燥的有機物常用它來乾燥。
④ 無水硫酸鈣(CaSO4):白色粉末,吸水容量小,吸水後形成2CaSO4·H2O(100℃以下)。雖然硫酸鈣為中性鹽,不與有機化合物起反應,但因其吸水容量小,沒有前述幾種乾燥劑應用廣泛。由於硫酸鈣吸水速度快,而且形成的結晶水合物在100℃以下較穩定,所以凡沸點在100℃以下的液體有機物,經無水硫酸鈣乾燥後,不必過濾就可以直接蒸餾。如甲醇、乙醇、乙醚、丙酮、乙醛、苯等,用無水硫酸鈣脫水處理效果良好。
⑤ 無水碳酸鉀(K2CO3):白色粉末,是一種鹼性乾燥劑。其吸水能力中等,能形成帶兩個結晶水的碳酸鉀(K2CO3·2H2O),但是與水作用較慢。適用於乾燥醇、酯等中性有機物以及一般的鹼性有機物如胺、生物鹼等。但不能作為酸類、酚類或其他酸性物質的乾燥劑。
⑥ 固體氫氧化鈉(NaOH)和氫氧化鉀(KOH):白色顆粒狀,是強鹼性化合物。只適用於乾燥鹼性有機物如胺類等。因其鹼性強,對某些有機物起催化反應,而且易潮解,故應用范圍受到限制。不能用於乾燥酸類、酚類、酯、醯胺類以及醛酮。
⑦ 五氧化二磷(P2O5):是所有乾燥劑中乾燥效力最高的乾燥劑。與水的作用過程是:
P2O5與水作用非常快,但吸水後表面呈粘漿狀,操作不便。且價格較貴。一般是先用其他乾燥劑如無水硫酸鎂或無水硫酸鈉除去大部分水,殘留的微量水分再用P2O5乾燥。它可用於乾燥烷烴、鹵代烷、鹵代芳烴、醚等,但不能用於乾燥醇類、酮類、有機酸和有機鹼。
⑧ 金屬鈉(Na):常常用作醚類、苯等惰性溶劑的最後乾燥。一般先用無水氯化鈣或無水硫酸鎂乾燥除去溶劑中較多量的水分,剩下的微量水分可用金屬鈉絲或鈉片除去。但金屬鈉不適用於能與鹼起反應的或易被還原的有機物的乾燥。如不能用於乾燥醇(制無水甲醇、無水乙醇等除外)、酸、酯、有機鹵代物、酮、醛及某些胺。
⑨ 氧化鈣(CaO): 是鹼性乾燥劑。與水作用後生成不溶性的Ca(OH)2,對熱穩定,故在蒸餾前不必濾除。氧化鈣價格便宜,來源方便,實驗室常用它來處理95%的乙醇,以制備99%的乙醇。但不能用於乾燥酸性物質或酯類。
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2. 實驗操作中的防倒吸有哪些
在化學實驗操作中,防止倒吸的方法主要包括以下幾種:
掌握正確的操作順序:
選擇正確的溶劑和裝置:
特殊裝置設計:
單向閥的應用:
廣口瓶和球泡的巧妙運用:
選擇適當的防倒吸裝置:
3. 噴霧乾燥機的選型要注重什麼
噴霧乾燥是快速乾燥液態物料的一種乾燥方法,在乾燥室中將液體物料經霧化後,在與熱空氣的接 觸中,水分瞬間汽化,即得到乾燥產品,該法能直接使溶液、乳濁液乾燥成粉狀或顆粒狀製品,可省去蒸發、濃縮、粉碎等工序,且得到的顆粒分布均勻。噴霧乾燥具有傳熱快,水分蒸發迅速,乾燥時間瞬間的特點,且製品質量好,溶解性能也好,能改善某些制劑的溶出速率,此外,噴霧乾燥還可用於制備微膠囊。
「工欲善其事,必先利其器」,針對不同的物料的物理性質或化學性質,以及實驗需要得到的粉末或顆粒的大小和溶解性等,科研人員可能需要不同類型的實驗室噴霧乾燥機,才能得到最理想的實驗效果。
如果是含糖份比較高(如果汁,中草葯或天然產物提取物)或熱敏性的物料(如酶制劑活菌等),因為大部分多糖雙糖,熔點比較低,在受熱的時候,糖分發生了融化,而且多糖雙糖本身比較容易吸潮,所以普通的噴霧乾燥機,就會很容易出現黏壁的現象,不容易得到好的乾粉或顆粒。另外,像酶制劑,活菌以及一些在高溫下比較容易變性的高分 子材料等,使用普通噴霧乾燥機,物料極易失活或變性,這時,降低噴霧乾燥機的進風溫度和出風溫度,就能得到比較好的實驗效果,實驗室噴霧乾燥機和實驗室低溫噴霧乾燥機能夠在比較低的進風溫度進行試驗,比如,YC-1000實驗室噴霧乾燥機的進風溫度可以設置為110 ,一般的含糖量高的物料,都能得到比較好的顆粒。有些物料的糖分,可能熔點更低,而YC-2000實驗室低溫噴霧乾燥機,巧妙的結合了噴霧乾燥和真空乾燥的優點,在60-80 的進風溫度,就能完成噴霧乾燥過程,像酶制劑,活菌等,在這樣低的溫度下瞬間乾燥,活性完全不受影響。
再者是溶媒為有機溶劑或易氧化的物料,噴霧乾燥中含有機溶媒物料乾燥難的問題,一般有機溶媒會呈易燃易爆的特性,防爆型閉式實驗室噴霧乾燥機使物料能在密閉的乾燥系統中循環,整個系統充滿了惰性氣體(如氮氣或氬氣),可避免有機溶媒氣體與外界氧氣的接 觸,確保了安全生產。YC-015A實驗型有機溶劑噴霧乾燥機採用的是安全性的氮氣(或其他惰性氣體)密閉循環方式 ,整個系統呈封閉狀態,含氧氣濃度在線監控,系統內氧氣濃度一旦達到2%,系統會自動強制性停機並報警,是安全性好、操作簡便的實驗室有機溶劑專用小型噴霧乾燥機,通過氮氣密閉循環方式及採取溶劑完全回收方式的並用可對具有可燃性、毒 性的溶劑進行處理,並可進行易氧化物質的乾燥。而且,由於有機溶劑的沸點低,因此可以用低溫乾燥方式對易發生熱變性的物質乾燥。
在一些實驗過程中,科研人員希望得到一些大顆粒的樣品,比如催化劑行業,一般需要100微米左右的顆粒才能有比較好的催化效果,但是普通的噴霧乾燥機,只能得到30微米以下的顆粒,YC-1000實驗室噴霧乾燥造粒機,就能比較好的達到實驗目的。YC-1000 噴霧造粒機,既可以用做單獨的噴霧乾燥機,得到100微米左右的顆粒,還能實現小顆粒粉末的造粒,能得到100微米以上的大顆粒。
熱敏性極差或需要改良溶解性的物料,有的物料,基本不能受熱,傳統的冷凍乾燥時間又非常長,而且乾燥後的物料成塊狀,流動性差,溶解性也不是很好。與傳統冷凍乾燥技術相比,YC-3000型實驗室噴霧冷凍乾燥機具有以下優點:霧化分散的細小霧滴浸入低溫中迅速凍結,能弱化冰晶的生長,減小冰晶對脂質體的破壞,避免物料如葯物的滲漏和突釋;凍結樣品經真空乾燥後形成具有微孔結構的球形微粒,流動性好,且微粒的大小可以通過改變噴霧工藝來調節。YC-3000型實驗室噴霧冷凍乾燥機適用於熱敏性、粘 稠性、活性物料及含糖量高的物料的低溫乾燥,如中草葯天然產物提取液、乳製品、生物制劑、酶制劑、水果原汁、高分子材料等。
對於需要直接得到納米材料的物料,YC-3000型實驗室噴霧冷凍乾燥機也是一個極好的選擇。
一些實驗室用於常規粉末的制備或物料的乾燥,可以選用上海雅程YC-015實驗室噴霧乾燥機,YC-015體積小,速度快,噪音小,操作簡便,而且20ML的料即能完成一次實驗,乾燥出來的粉末球形度好,顆粒大小成正太分布,特別是該機帶有噴霧頭水冷裝置和塔壁吹掃功能,極大的擴展了實驗室噴霧乾燥機的應用。對於一些含有氯離子的特殊的物料,採用耐氯離子的特種不銹鋼精心製作的適用機型,能滿足特殊行業的實際需要。
4. 化工實驗室常用的儀器
化工實驗室是材料、食品、醫葯等行業的核心研究場所,通過跨學科融合,推動行業創新與進步。實驗室內常用到多種精密儀器,為科學研究提供有力支撐。以下是化工實驗室常用的幾類儀器及其作用。
一、常用分析儀器
1. 電子天平:主要用於精確稱量樣品,具備快速、智能化的特點,可直接連接列印機、計算機,支持多種稱量功能,如去皮、累計稱量、單位轉換等。
2. 旋光儀:用於測定物質旋光度,通過樣品的旋光度測定,可以評估濃度、純度、糖度或含量。廣泛應用於多個行業,如製糖、制葯、食品等。
3. 折光儀:用於測定物質的折射率,通過測量樣品的折光度,可以定量分析樣品的組成,鑒定未知物質,並用於研究分子結構。適用於液體和固體樣品,具有用量少、操作簡便、讀數准確的優點。
4. 酸度計:用於測量溶液的pH值,同時可測量離子濃度,應用廣泛,包括工業、農業、科研、學校等多個領域。配合信號輸出介面和記錄儀,可進行動態監測和電位滴定。
5. 粘度計:用於測量樣品的粘度,適用於多種行業,如油品、塗料、膠粘劑、食品等,測量其粘性阻力和絕對粘度。數字式粘度計顯示穩定,操作便捷,需根據樣品特性合理選擇型號。
6. 氣相色譜儀:利用氣體作為流動相,廣泛應用於化工、石油、環保等領域,尤其在精細有機合成中有重要用途。推薦選擇配備自動化的型號以提高效率。
7. 分光光度計:用於定性、定量分析樣品,廣泛應用於多個化學領域,如冶金、機械、環境保護等。根據需要,可選擇可見、紅外、紫外等不同類型的分光光度計。
二、選配高端分析儀器
實驗室可根據需求配備一些高端分析儀器,包括:
1. 紫外吸收光譜儀:用於分析有機化合物的分子結構,通過特定的吸收譜線進行鑒定和定量分析。
2. 紅外吸收光譜儀:通過紅外吸收光譜分析有機化合物的結構,鑒定未知物質的官能團結構,適用於精細化工產品的結構測定和成分分析。
3. 核磁共振儀:利用原子核的自旋性質進行結構分析,適用於分子結構測定,具有試樣用量少、速度快、准確率高的優點。
4. 高效液相色譜儀:具有高解析度、快速分析、重復性高、自動化操作等特點,適用於分離、純化樣品,廣泛應用於精細化工、醫葯工鏈卜喚業、食品工業等領域。
5. 質譜儀:利用質譜現象進行混合物的分離、鑒定和結構分析,具有高靈敏度、寬測量范圍、選擇性好、解析度高等優點。
三、電子儀器設備
1. 烘箱:用於乾燥玻璃儀器和熱穩定性好的葯品,注意溫度的調節與控制。
2. 電吹風:具備冷熱風功能,快速乾燥玻璃儀器。
3. 紅外燈:用於加熱低沸點易燃液體,安全高效,加熱溫度易於調節。
4. 電加熱套:提供均勻加熱,適用於迴流加熱,熱效率高,弊余不易著火。
5. 旋轉蒸發儀:是濃縮溶液、回收溶劑的理想裝置,適用於高沸點、熱不穩定、生理活性物質的分析。
6. 調壓變壓器:用於調節加熱溫度和電動攪拌器的攪拌速率,使用時需注意安全和操作規范。
7. 攪拌器:用於保證反應的均勻性和完全性,精細化工實驗中常用棚凱電動機械攪拌器和電動磁力攪拌器。
8. 離心機:通過高速旋轉實現液固分離或液液分離,根據轉速分為普通、高速和超高速離心機。
四、常用玻璃、金屬儀器
1. 玻璃儀器:包括量器類、燒器類、容器類、蒸餾類、冷凝類、漏斗類、管件類、測量類等,用於量取、加熱、盛裝、蒸餾、冷凝、過濾等操作。
2. 金屬儀器:主要作為玻璃儀器的輔助工具,如鐵架台、試管夾、滴定台、升降台、電爐、電熱套等,用於固定、加熱、支撐等。
以上是化工實驗室常用的儀器及其用途,這些精密設備是化學研究和工業生產中不可或缺的工具,為科學研究和技術創新提供了堅實的支撐。
5. 蒸發裝置有哪些
蒸發裝置主要包括以下幾種:
蒸發皿
蒸發皿是實驗室中常用的蒸發裝置,主要用於濃縮溶液或乾燥固體物質。在蒸發過程中,溶液中的溶劑會在加熱下逐漸蒸發,留下固體物質或濃縮溶液。
蒸發器
蒸發器是工業領域中常用的蒸發裝置,廣泛應用於化工、制葯等行業。它主要由加熱室和蒸發室組成,通過加熱使液體沸騰並轉化為氣態,從而達到蒸發的效果。
薄膜蒸發器
薄膜蒸發器是一種高效蒸發設備,適用於熱敏性、易聚合、易結晶等高濃度、高粘度的物料。該設備通過強制循環泵使物料在蒸發器內形成循環的薄膜,以加快蒸發過程。
旋轉薄膜蒸發器
旋轉薄膜蒸發器是薄膜蒸發器的一種特殊形式,其特點在於蒸發過程中物料在高速旋轉的薄膜狀態下進行,提高了傳熱效率和蒸發效率。這種裝置廣泛應用於制葯、化工等領域的高濃度、高粘度物料的蒸發。
總的來說,蒸發裝置包括實驗室用的蒸發皿,以及工業上用的蒸發器、薄膜蒸發器、旋轉薄膜蒸發器等多種類型。這些裝置廣泛應用於化工、制葯等領域,根據不同的工藝需求和物料特性選擇合適的蒸發裝置,以提高生產效率及產品品質。
6. 化學實驗裝置的乾燥管一般乾燥哪裡的水蒸氣厲害的進來!
一般實驗裝置的設計中乾燥管的添加有什麼標准
1,一般都是最後加乾燥管,即回其他氣體除去答後,最後一起乾燥可以得到純凈的氣體
2,另外還有就是根據具體實驗流程加乾燥管
你具體可以給我一個題,我給你解釋
3,還有,我有時候想,請問化學中有沒有那些被製取後連水蒸氣都不能共存的氣體,這個時候怎麼收集這些氣體呢?
既然這種氣體可以與水劇烈反應,那麼反應物中必須死乾燥的,不可以含有水,全程必須是無水作業,需要乾燥
排水法和排空氣法都不可以啊,
是的,都不可以使用
而且如果收集的試管如果完全封閉的話,那麼到最後因為內部氣壓過高不是會爆炸嗎?
不可以完全封閉,可以在乾燥空氣中作業,或者有機溶劑中收集等等
不懂問