Trong các hoạt động thông thường trong phòng thí nghiệm, việc hòa tan hợp chất mong muốn trong dung môi là điều rất bình thường. Trong phương pháp chiết bằng phễu tách và sắc ký cột, dung môi phải được loại bỏ để cô lập hợp chất mong muốn. Các dung môi thường được chọn có nhiệt độ sôi thấp hơn hợp chất quan tâm, do đó tồn tại một số cơ chế loại bỏ dung môi. Về lý thuyết, có thể đun sôi dung môi có nhiệt độ sôi thấp bằng cách đặt dung dịch đó lên nguồn nhiệt, nhưng phương pháp này không được sử dụng phổ biến.
Nguyên lý loại bỏ dung môi bằng thiết bị bay hơi quay
Phương pháp ưa thích để loại bỏ dung môi trong phòng thí nghiệm là sử dụng thiết bị bay hơi quay, còn được gọi là "thiết bị bay hơi quay". Thiết bị bay hơi quay về cơ bản là quá trình chưng cất dưới áp suất giảm: dung dịch trong bình đáy tròn được đặt trong bể nước của thiết bị và quay trong khi hệ thống được sơ tán một phần (bằng máy hút nước hoặc bơm chân không). Áp suất giảm trong thiết bị làm cho dung môi sôi ở nhiệt độ thấp hơn bình thường (xem Chưng cất chân không) và việc quay bình làm tăng diện tích bề mặt của chất lỏng, do đó làm tăng tốc độ bay hơi.
Hơi dung môi ngưng tụ khi tiếp xúc với bình ngưng và nhỏ giọt vào bình tiếp nhận. Khi loại bỏ dung môi, hợp chất đậm đặc vẫn còn trong bình. Sự khác biệt giữa chưng cất và bay hơi quay là phần chưng cất thường được giữ lại trong quá trình chưng cất trong khi cặn được giữ lại trong quá trình bay hơi quay.
Mặc dù thiết bị bay hơi quay có vẻ phức tạp nhưng thực ra nó rất đơn giản. Mục đích của thiết bị bay hơi quay là loại bỏ các hóa chất hữu cơ có nhiệt độ sôi thấp, thường là dung môi, khỏi hỗn hợp các hợp chất. Thiết bị bay hơi quay là phương pháp được lựa chọn để loại bỏ dung môi trong các phòng thí nghiệm hữu cơ hiện đại. Các dung môi hoặc các hợp chất có nhiệt độ sôi thấp được loại bỏ bằng cách chưng cất đơn giản. Thiết bị bay hơi quay được thiết kế để hoạt động trong chân không (để hạ thấp điểm sôi của hợp chất) trong khi làm nóng mẫu. Dùng ngón tay lạnh để ngưng tụ hơi thành chất lỏng, sau đó chất này được giữ lại trong một bình riêng.
Các tính năng quan trọng của thiết bị bay hơi quay
1) Bơm chân không là nguồn giảm áp suất trong hệ thống.
2) Nút điều khiển tốc độ quay và nhiệt độ bể tắm.
3) Tắm nước.
4) Thiết bị chống va chạm.
5) Ngón tay lạnh. (Không sử dụng thiết bị bay hơi quay nếu ngón tay của bạn không lạnh. Cần có quá nhiều đá khô rắn trong ngón tay của bạn.)
6) Van xả chân không.
Để sử dụng thiết bị bay hơi quay, hãy làm theo các bước đơn giản sau:
Cácthiết bị bay hơi quaynên mở và bẫy phải được làm mát. Nếu đây không phải là trường hợp, xin vui lòng yêu cầu TA của bạn giúp đỡ.
1. Sử dụng kẹp Keck để gắn bình vào tấm chắn va chạm của thiết bị bay hơi quay. Bình không được chứa quá một nửa chất lỏng.
Lưu ý rằng kẹp Keck có các cạnh lớn hơn để chứa cổ lớn hơn của bình đáy tròn và thân nhỏ hơn của miếng bảo vệ chống va đập.
2. Bật xoay. (Xem dấu ảnh 2 bên trái.) Điều này sẽ giúp tránh va chạm trong quá trình chưng cất. Hỏi TA của bạn xem có nên bật (hoặc tăng) nhiệt trong bồn tắm hay không.
3. Nhấn núm (được đánh dấu số 1, hình bên trái) và trượt núm sang trái để hạ bình vào bể nước. Chất lỏng trong bình phải thấp hơn mực nước trong bể, nhưng cổ bình phải cao hơn mực nước và tấm chắn va đập không được cọ xát vào bể nước.
4. Bật công tắc bơm chân không sang vị trí BẬT và bật bơm chân không.
5. Đóng khóa vòi (có nhãn số 1, hình bên phải) để tạo chân không bên trong thiết bị bay hơi quay. Khóa vòi số 2 (hình bên phải) không cần điều chỉnh. Khóa số 2 phải mở đối với bơm chân không.
6. Sau khoảng một phút, bạn sẽ thấy hơi nước ngưng tụ trên ngón tay lạnh giá của mình và tích tụ trong chai thu gom. Nếu không, hãy nhận trợ giúp sớm hơn, đặc biệt nếu bạn đang chế tạo một dây chuyền thiết bị bay hơi quay.
7. Để loại bỏ mẫu, (a) nhả chân không bằng cách xoay đúng vòi (điểm đánh dấu số 1, bên phải.) (b) tắt bơm chân không. (c) Dừng quay và nhấc bình lên. (d) Sau khi áp suất đã cân bằng thì tháo kẹp và nhấc bình lên.
