Что такое реакционного сосуда

Для проведения реакции обычно используют сосуд, в который можно поместить реагенты и осуществить синтез. Для этого необходимо соблюдение следующих условий.

а) объем сосуда был больше общего объема загружаемых ингредиентов. Обычно коэффициент заполнения (j) реакционного сосуда составляет 0.5 – 0.7, а при проведении реакции с перемешиванием значение jсоставляет 0.4 – 0.5;

б) материал, из которого сделан сосуд, должен соответствовать требованиям, предъявляемым температурным режимом реакции, и не должен реагировать с реакционной массой;

в) сосуд должен легко соединяться с дополнительными приборами, необходимыми для проведения синтеза.

Наиболее простыми и удобными в пользовании реакционными сосудами являются химические стаканы, которые могут быть изготовлены из фарфора (рис. 1,а) или термостойкого стекла (рис. 1,б). Стеклянные стаканы менее прочны, чем фарфоровые, однако стекло лучше проводит тепло, а, кроме того, позволяет наблюдать протекание реакции.

Рисунок 1

Исключительная простота конструкции, отличающая стаканы, устанавливает жесткий предел их функциям, оставляя лишь простые синтезы. Так, стаканы нельзя использовать при нагревании низкокипящих и легковоспламеняющихся растворителей. В этом случае часто применяют плоскодонную колбу Эрленмейера (рис. 1,в), к тубусу которой можно присоединить дополнительные приборы или закрыть пробкой.

При всех удобствах колбы Эрленмейера ее нельзя использовать при работе с вакуумом во избежание взрыва. Кроме того, при перемешивании и кипячении суспензий осадок скапливается у стенок колбы, что мешает нормальному протеканию реакции.

Наиболее универсальной формой реакционного сосуда, позволяющей совершать наибольшее количество операций, оказывается сферическая или близкая к ней, и поэтому посудой, чаще всего применяемой в синтезе, являются круглодонные (рис. 2,а), а также грушевидные (рис. 2,б) и остродонные (рис. 2,в) колбы.

Рисунок 2

Колбы чаще всего изготавливают из термостойкого стекла, однако известны случаи использования стальных, медных и даже полиэтиленовых колб. Материал для колбы выбирают в соответствии с условиями реакции.

Сложные синтезы, в ходе которых оказывается необходимым осуществление нескольких операций (прибавление реагентов, перемешивание, пропускание газов, температурный контроль и проч.), требуют специальных колб с несколькими горлами (рис. 2,г), число которых обычно не превышает четырех. Если по каким-либо причинам возникает необходимость в большем числе гор, используют многогорлые насадки (рис. 8).

I.2. Перемешивание

Перемешивание в органическом синтезе используется для обеспечения фазовой и термической однородности реакционной массы. Перенос реагентов через поверхность раздела фаз в гетерогенных системах (твердое вещество – жидкость, жидкость – жидкость или жидкость – газ) замедлен и, следовательно, уменьшена скорость протекания реакции. В этом случае перемешиванием достигают увеличения поверхности межфазного контакта, таким образом, ускоряя реакцию. Часто бывает необходимо добавление реагента к реакционной массе в ходе процесса, и возникающие при этом локальные увеличения концентрации прибавляемого вещества могут привести к изменению результата взаимодействия. Перемешивание позволяет быстро и равномерно распределять реагент в реакционной массе.

В органическом синтезе обычно используют локальное нагревание (или охлаждение), могущее привести к нежелательным местным температурным скачкам. Перемешиванием при этом достигают термической однородности по всему объему смеси.

Простейший случай перемешивания наблюдается при кипячении реакционной массы. В тех случаях. Когда вязкость среды не слишком велика, интенсивное кипячение позволяет добиться вполне удовлетворительного перемешивания. Необходимо помнить о необходимости внесения перед кипячением центров парообразования, – так называемых «кипелок» (кусочков пористого кирпича или запаянных с одной стороны стеклянных капилляров).

При проведении реакций жидкости с газами хорошее перемешивание обеспечивается сильным током проходящего газа. Этим способом иногда пользуются, пропуская через реакционную массу ток воздуха или инертного газа. Метод очень прост в аппаратурном оформлении и особенно часто используется в тех случаях, когда в реакционную добавляют газообразный реагент (аммиак, углекислый газ и проч.) или избавляются от ненужного газообразного продукта продуванием воздуха. Наиболее универсальным средством перемешивания в лабораторной практике являются стеклянные мешалки, однако известны случаи применения полиэтиленовых, тефлоновых и металлических мешалок. Формы мешалок бывают самыми различными в зависимости от требуемой эффективности перемешивания и конструкционных особенностей реакционного сосуда.

Простейшие мешалки представляют собой изогнутые стеклянные палочки (рис. 3,а), эффективность их, однако, невелика. Наиболее эффективны пропеллерные мешалки (рис. 3,б), они же часто используются при работе с широкогорлыми сосудами,

А б в г

Рисунок 3

Для узкогорлых сосудов используют лопастные (рис. 3,в) или проволочные мешалки, однако их эффективность мала. Очень мощными и удобными в работе являются мешалки, изготовленные из тефлоновой трубки.

Магнитные мешалки (рис. 3,д) часто используют в лабораторных синтезах, особенно при необходимости перемешивания в закрытом сосуде. Якорь из металла, заключенного в стеклянную, полиэтиленовую или тефлоновую оболочку, приводится в движение вращением сильного постоянного магнита. Мешалки такого рода очень удобны, однако их мощность невелика и в вязких реакционных массах они часто останавливаются.

Перемешивание в самом простом случае осуществляется вручную при помощи палочки, однако для продолжительных реакции используют электрические двигатели с мешалками. Частоту вращения при этом обычно регулируют при помощи лабораторных автотрансформаторов.

При всех преимуществах электродвигателей ни обычно не заземлены и поэтому возможно искрение (например, при работе в легковоспламеняющимися жидкостями), в качестве двигателя используют турбинки, приводимые в движение напором воды или газа.

Источник

В лабораторной практике часто проводят химические реакции с разными целями. Химики получают различные соединения, проводят органический синтез, очищают или экстрагируют вещества, изучают свойства веществ, проводят демонстрации для школьников и студентов. Для всего этого требуются специальные реакционные сосуды, которые можно соединять в лабораторные установки.

Типы реакционных сосудов

Для проведения реакций чаще всего используются следующие типы сосудов:

– пробирки;

– реторты;

– колбы.

Пробирки позволяют проводить реакцию с небольшим количеством вещества, удобны для исследования свойств, для проведения качественных реакций. Стеклянные пробирки можно нагревать над пламенем спиртовки или горелки.

Реторта представляет собой сосуд, как правило, шарообразный в основании, с изогнутым отводом, конец которого находится близко к уровню реакционного вещества. Сосуд оснащен горловиной (со шлифом или без шлифа). Дно обычно круглое, реже – плоское.

Реторты применяются в лабораториях для работы с реактивами, выделяющими летучие компоненты. Эту лабораторную посуду изготавливают из различных материалов: стекла, керамики, металла. Реторты бывают различного размера и формы.

Химические колбы

Наиболее популярным видом реакторного сосуда являются колбы. Колбы-реакторы выпускаются:

– плоскодонные, круглодонные и остродонные;

– со сферическим, грушевидным, коническим основанием;

– с одной горловиной, двумя, тремя, четырьмя горловинами.

Обязательным признаком колбы является относительно узкая горловина, которую можно закрыть стеклянной, корковой, резиновой, силиконовой или пластиковой пробкой.

Производятся также специальные виды колб, предназначенные для выполнения определенных химических реакций. К таким относятся, например:

– колба Эрленмейера конической формы для титрования;

– колба Бунзена с отводом для работы при пониженном давлении;

– колбы Вюрца, Кляйзена, Фаворского, Богданова для перегонки;

– колба Кьельдаля для определения азота в органических веществах.

Особенно удобны многогорлые колбы, которые позволяют вставлять в сосуд разнообразные приборы и приспособления (термометры, мешалки, делительные и загрузочные воронки, холодильники, соединительные трубки), а также добавлять ингредиенты в процессе реакции. Большинство многогорлых колб имеет сферическое основание, позволяющее равномерно нагревать реакционную смесь. Горловины могут быть пришлифованными или выполнены под пробку, в которой просверливается отверстие для прочной установки воронки или термометра.

Колбы используют для создания лабораторных установок. Каждый тип колб при этом имеет свои преимущества. Плоскодонные колбы можно нагревать на любых плитках и ставить на горелки через металлическую сеточку. Для установки им не обязателен штатив.

Остродонные и круглодонные колбы для нагревания требуют горелки или специального колбонагревателя, а также штатива, зато реакционная смесь нагревается в них равномерно со всех сторон.

Колбы-реакторы выполняют из термостойкого стекла, способного выдерживать длительное и интенсивное нагревание.

В интернет-магазине «Симакс.ру» можно купить самые различные реакционные сосуды, в том числе колбы Эрленмейера, Бунзена и Кьельдаля, другую лабораторную посуду. Широкий ассортимент и доступные цены порадуют покупателей.

Источник

Лабораторный реактор – прибор, основой которого служит металлическая рама, на которую устанавливается реакционный сосуд, а также крепятся другие приспособления и комплектующие, набор которых может изменяться в зависимости от условий эксперимента.

Главное в приборе – это реакционная колба, в которой протекает химическая реакция. Сосуд производят из материалов, стойких по отношению к агрессивным средам. Чаще всего это боросиликатное стекло, нежавеющая сталь; встречаются сосуды из пластика, особенно популярны тефлоновые.

Емкости выпускают разных форм, но, чаще всего они:

• Циллиндрические или круглые;

• имеют сливное отверстие внизу;

• сверху закрываются крышкой. Крышки у таких сосудов производят с несколькими выходами, для подсоединения оборудования.

Принцип конструирования

Лабораторные реакторы конструируют и собирают по модульному принципу, чтобы можно было их комплектовать в соответствии с задачами. Например, стеклянные и тефлоновые сосуды используют, когда для материала недопустимо взаимодействие с металлами.

Металлическими колбами комплектуют реакторы, работающие при высоком давлении, а также их часто ставят во взрывозащищённые системы. Металл все же прочнее даже самого прочного стекла, поэтому безопаснее при работе со взрывоопасными смесями и с сильными перепадами давления.

Особенности колбы

Аппараты для лабораторий обычно оснащаются стеклянными сосудами – прозрачность материала позволяет наблюдать за протеканием реакции. Стеклянные емкости должны:

• обладать высокой прочностью;

• быть термически стойкими;

• противостоять тепловым ударам.

Данным требованиям отвечает лабораторное боросиликатное стекло. Для повышения механической стойкости сосуды делают толстостенными, и они проходят многоступенчатую закалку для снятия механических напряжений.

Классический химический реактор для лабораторий имеет ёмкость со сливом на дне и рубашкой. Рубашка нужна для нагрева или охлаждения сосуда, внутри нее циркулирует теплоноситель. Существуют колбы с двумя рубашками, еще их называют трёхстенными. Такая конструкция используется для процессов при сильно минусовых температурах, она препятствует образованию инея. Также применяется при работе с очень высокими температурами, для снижения потерь тепла и защиты от ожогов.

Применение

Реакторы со стеклянной реакционной колбой наиболее часто применяют в:

• пищевой;

• фармацевтической;

• биологической;

• лакокрасочной;

• полимерной отраслях.

Конечно, они незаменимы в химии и биохимии благодаря высокой химической и термической стойкости стекла и прозрачности.

Устройства из металла, чаще из нержавеющей стали, обычно используются для проведения таких реакций как гидрогенизация, карбонилирование и т.п.

Мы предлагаем

В магазине PrimeChemicalsGroup продаются как готовые реакторы, в том числе взрывозащищенные, так и отдельные реакционные сосуды.

Стеклянные реакторы бренда Kori с объемами сосудов от 10 до 200 литров изготовлены из толстостенного боросиликатного стекла, укомплектованы достаточным для работы набором: мешалками, датчиками, крышками.

Есть реактор с колбой из нержавеющей стали.

Кроме изделий из стекла в продаже фторопластовые сосуды нескольких типоразмеров. Они подходят для работы с агрессивными веществами: кислотами и щелочами, солями, нефтепродуктами.

Как заказать

Для покупки лабораторного реактора или колбы нажмите рядом с описанием товара на кнопку «Купить» и далее следуйте инструкциям на экране. Или свяжитесь с нами, и мы подберем для вас нужную модель. Менеджеры ответят на любые вопросы по продукту и дополнительным аксессуарам, расскажут о возможных видах оплаты и доставки по следующим каналам связи:

• телефонам из раздела Контакты

• мессенджерам WhatsApp и Telegram +79296358273

• электронной почте @pcgroup.ru

Источник

Реакторы, с точки зрения обеспечения теплообмена, подразделяются на три вида: без рубашки, с одной или с двумя. Рубашка представляет собой немного большую, чем реакционный сосуд, емкость, в которую он помещен. Стальная гладкая рубашка может быть приварена к реакционной колбе, стеклянные закрепляются другим способом. Основное назначение – осуществление теплообмена: нагрева или охлаждения, а также поддержание постоянной температуры.

У промышленных реакторов бывают:

• змеевиковые;

• с вмятинами;

• каркасные рубашки.

Для химических лабораторных реакторов такие конструкции обычно не используют.

Виды лабораторных реакторных сосудов

Классический с рубашкой

Температурный режим обеспечивается путем подачи с заданной скоростью теплоносителя определенной t. Обычная гладкая рубашка эффективна в случае, если скорость движения в теплообменном слое мало влияет на теплопередачу, например, при обогреве паром. При использовании жидкого теплоносителя, для увеличения скорости его движения к металлическим реакторам приваривают спираль. Со стеклянными часто используют лабораторные или промышленные термостаты.

С двойной (вакуумной) рубашкой

При особенно низких отрицательных температурах используются трехстенные реакторы, имеющие две рубашки. Внутри первой циркулирует охлаждающая жидкость, а вторая создаёт дополнительный барьер для внешней среды, тем самым снижает потери тепла.

Такой лабораторный реактор может поддерживать температуру от минус 40 °С до +200 °С. Для получения более низких температур, вплоть до минус 90 °С, используют дополнительную термоизоляцию.

Агрегаты с тройными стенками могут иметь как лабораторное (на шлифах), так и полупромышленное (на фланцах) исполнение.

С рубашкой и кольцевыми перегородками

Данная конструкция встречается достаточно редко и применяется для особо точного поддержания температуры.

Стеклянные кольцевые перегородки вынуждают теплоноситель циркулировать равномерно по всей площади резервуара. Высокая точность поддержания t достигается за счет увеличенного времени контакта с теплоносителем и распределения его по всей поверхности без «мертвых зон».

Применение

Выбор и применение реакционного сосуда определяется, в основном, температурой, при которой должна протекать реакция, и важностью ее точного поддержания.

• Сосуды без рубашки применяют, когда поддерживать определенную температуру реакционной смеси необязательно.

• Двустенный реактор используется для органического синтеза, дистилляции, дефлегмирования, полимеризации. Везде, где важно поддерживать температуру смеси.

• Аппарат с кольцевыми перегородками применяется для работ, где нужно очень точное поддержание температуры, например, для окисления ароматических углеводородов. Однако в большинстве случаев такого качества можно достичь, используя качественный термостат и «обычную» реакционную емкость.

• Лабораторные реакторы трехстенные применяют чаще для низкотемпературных процессов. Такая конструкция предотвращает образование изморози при проведении реакций при низких температурах и позволяет следить за протеканием реакции.

Какие варианты предлагает ПраймКемикалсГрупп

Классические реакторы с рубашкой представлены у нас в широком диапазоне объемов: от до 10 до 200 литров. Материал – прочное боросиликатное стекло, выдерживающее значительные перепады температур и давления. Есть взрывозащищенные модели, а также однослойные реакторы.

Вы можете приобрести изделия в сборе, купить резервуар и другие комплектующие отдельно, или обратиться к нашим специалистам. По запросу они соберут вам нужную модификацию аппарата.

Как сделать заказ

Для приобретения товара нажмите на кнопку «Купить». Если же вам нужна помощь в выборе, есть вопросы или вы хотите заказать сборку реактора, свяжитесь с нами любым удобным способом:

• по телефонам, указанным на сайте в разделе Контакты;

• с помощью WhatsApp и Telegram, номер +79296358273

• по электронной почте @pcgroup.ru

Источник