Конденсатор Либиха - Liebig condenser

Конденсатор Либиха

В Конденсатор Либиха или же прямой конденсатор это часть Лабораторное оборудование, в частности конденсатор состоящий из прямого стекло труба окружена водная куртка.

В типичных лабораторных условиях, таких как дистилляция, конденсатор зажатый к ретортные стойки в вертикальной или наклонной ориентации. Горячий пар некоторых жидкость вводится в верхний конец внутренней трубы, и конденсируется соприкасаясь с его более холодными стенами. Вода (или другая жидкость) постоянно циркулирует в рубашке, чтобы уносить теплота испарения выделяется конденсирующимся паром, удерживая трубку ниже уровня жидкости. точка кипения. Конденсированная жидкость капает из нижнего конца внутренней трубки.

Конденсатор Либиха также можно использовать в рефлюкс или же Экстракция Сокслета операции, 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 Немецкий химик Юстус Барон фон Либих, хотя он его только усовершенствовал и популяризировал.[1][2][3][4]

Самый ранний лабораторный конденсатор с водяным охлаждением был изобретен в 1771 г. Шведский -Немецкий химик Кристиан Вайгель (1748–1831).[5] Конденсатор Вейгеля состоял из двух коаксиальных банка трубы, которые были соединены своими нижними концами, образуя водяную рубашку, и открыты 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 крепления конденсатора.[6]

Однако в анонимной брошюре, опубликованной в 1781 году, утверждалось, что противоточный конденсатор был разработан в 1770 году и испытан в 1773 году.[7] На иллюстрациях в брошюре изображена реторта с трубкой. 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 Вейгеля, улучшил конструкцию, закрыв оба конца водяной рубашки.[8]

В 1778 году в результате, казалось бы, самостоятельного изобретения, Финский фармацевт Якоб Гадолин (1719–1802) предложил конденсаторы для использования в ликеро-водочных заводах и в лабораториях, которые состояли из металлической рубашки, которая окружала выпускную трубку от дистилляционного сосуда и через которую проходил противоток холодной воды.[9][10]

Также независимо от Вейгеля, Пьер-Исаак Пуассонье (1720–1798), врач короля Людовик XV Франции, опубликовал в 1779 году проект установки для производства пресной воды из морской воды на борту корабля.[11] Аппарат состоял из реторты для кипячения морской воды, трубы, выходящей из реторты через прямоугольный ящик, заполненный 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

Два современных конденсатора Либиха со стыками из матового стекла.

Современный дизайн состоит из двух концентрических прямых стеклянных трубок, внутренняя более длинная и выступает на обоих концах. Концы внешней трубы герметизированы (обычно с помощью кольцевого уплотнения из дутого стекла), образуя водяную рубашку, и снабжены боковыми отверстиями рядом с концами для впуска и выпуска охлаждающей жидкости. Концы внутренней трубки, по которой проходит пар и конденсированная жидкость, открыты; они часто оснащены стыки матового стекла для надежного и герметичного подключения к другому оборудованию.

Эффективность

По сравнению с простым трубчатым конденсатором с воздушным охлаждением возражать или глава перегонный куб, конденсатор Либиха более эффективен в отводе тепла конденсации и в поддержании стабильно низкой температуры на поверхности конденсации.

Рекомендации

  1. ^ Дженсен, Уильям Б. (2006) "Истоки конденсатора Либиха", Журнал химического образования, 83 : 23.
  2. ^ Кальбаум, Георг В. А. (1896) "Der sogenannte Liebig'sche Kühlapparat" (Так называемый конденсатор Либиха), Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft, 29 : 69–71.
  3. ^ Спетер, Макс (1908) "Geschichte der Erfindung des" Liebig'schen Kühlapparat " (История изобретения конденсатора «Либих»), Chemiker Zeitung, 32 (1) : 3–5.
  4. ^ Шеленц, Герман, Zur Geschichte der Pharmazeutisch-Chemischen Destilliergerate [Об истории фармацевтических [и] аппаратов для химической дистилляции], (Берлин, Германия: Юлиус Шпрингер, 1911), С. 84-88.
  5. ^ Кристиан Эренфрид Вайгель (1771), Observationes chemicae et mineralogicale Гёттинген (в латинский ). Конструкция конденсатора поясняется на стр. 8–9 и в сноске на стр. 11; иллюстрация Рис. 2 на последней странице книги.
  6. ^ Кристиан Эренфрид Вайгель (1773) Observationes chemicae et mineralogicae, Pars Secunda. Грайфсвальд, Германия. (на латыни) См .: стр. 41 и далее (Observatio II. Methodus Refrigerandi Nova, Obs. Прежний. I. Tradita, ad Tubelos Vitreos Applicata.) и Рисунок 1.
  7. ^ Аноним: Nouvelle Construction d'Alambic pour faire toute sorte de distillation en grand, ... (Новая конструкция реторты для крупномасштабной любой дистилляции, ...). 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, Предисловие заявил: "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, о котором идет речь в этой работе, возникла 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 военно-морского флота, устройство было выполнено в Париже в больших масштабах, ...)
  8. ^ Дж. Ф. Гёттлинг, "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-е изд. (Веймар, (Германия): Hoffmannische Buchhandlung [книжный магазин Гофмана], 1794 г.), С. 129–135.
  9. ^ Гадолин, Якоб (1778) "Förslag at föbättra Brännerie-slangen" (Предложение по усовершенствованному шлангу для спиртзавода [то есть конденсатору]), Kungliga Vetenskaps Akademiens Handlingar (Труды Королевской академии наук), 39 : 283–289. [на шведском]
  10. ^ Гадолин, Иаков (1783) "Vorschlag, die Schlange beym Brantweinbrennen zu verbessern" (Предложение по усовершенствованию конденсаторов на ликеро-водочных заводах), Der Königlich Schwedischen Akademie der Wissenschaften Abhandlungen, 40 : 271–276. [Немецкий перевод]
  11. ^ П. И. Пуазонье (1779), Appareil distillatoire présenté au Ministre de la Marine; Париж.
  12. ^ Дюжарден. Жюль (1900): [https://books.google.com/books?id=JTINAAAAYAAJ&pg=PA170#v=onepage&q&f=falseRecherches rétrospectives sur l'art de la distillation: (Париж, самоиздан); Рис. 8, страницы 169–170.
  13. ^ Происхождение конденсатора Либиха Дженсен, Уильям Б. Дж. Хим. Educ. 2006 83 23. Абстрактный
  14. ^ Либих, Юстус фон; Poggendorff, J.C .; 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 п. 532, Рис.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.