Gli evaporatori rotanti sono ampiamente utilizzati in vari campi per la concentrazione dei campioni. Ecco alcuni dei vantaggi e degli usi degli evaporatori rotanti:
Vantaggi degli Evaporatori Rotanti
1. Concentrazione rapida ed efficiente
Gli evaporatori rotanti consentono una rapida ed efficiente concentrazione dei campioni, risultando in una migliore purezza e resa del campione. L'uso di un pallone rotante garantisce che la soluzione sia esposta uniformemente al calore e al vuoto, risultando in una concentrazione efficiente.
2. Evaporazione a bassa temperatura
Utilizzando un evaporatore rotante, l'evaporazione avviene a pressione ridotta, consentendo la distillazione a bassa temperatura. Questo è molto utile per i composti sensibili al calore, in quanto previene la degradazione e la perdita del campione.
3. Velocità di evaporazione rapida
La velocità di evaporazione è rapida con un evaporatore rotante e la separazione può essere effettuata in un tempo molto breve. Questo lo rende uno strumento prezioso in laboratorio, soprattutto quando si trattano grandi volumi di campioni.
Usi degli Evaporatori Rotanti
1. Purificazione dei campioni
Gli evaporatori rotanti sono comunemente usati per la purificazione dei campioni. Possono rimuovere le impurità e concentrare il composto desiderato, risultando in una migliore purezza del campione.
2. Recupero del solvente
Gli evaporatori rotanti sono anche utilizzati per il recupero del solvente. Possono essere utilizzati per recuperare solventi da miscele, che possono essere riutilizzati per ulteriori esperimenti.
3. Purificazione di estratti vegetali e oli essenziali
Gli evaporatori rotanti sono utilizzati nella purificazione di estratti vegetali e oli essenziali da prodotti naturali. Possono estrarre il composto desiderato dalla miscela, risultando in un prodotto più concentrato e puro.
4. Distillazione di miscele complesse
Gli evaporatori rotanti sono utili per la distillazione di miscele complesse. Possono separare diversi composti nella miscela, consentendo l'isolamento del composto desiderato.
Come Funziona?
Un evaporatore rotante, o "rotovap" nel gergo di laboratorio, è uno strumento utilizzato in un laboratorio di chimica per rimuovere un solvente volatile da una miscela liquida.
L'evaporatore rotante funziona sull'assunto generale che il punto di ebollizione del solvente sia molto più basso di quello del liquido circostante. Presuppone anche che i composti nel liquido siano termicamente sensibili; altrimenti si potrebbe semplicemente far bollire il solvente.
Un rotovap funziona creando un vuoto in un pallone di vetro rotante. Cosa comporta questo? Torniamo alla fisica e alla chimica del liceo.
Tutta la materia nell'universo esiste in tre (tecnicamente quattro) stati: solido, liquido, gas e plasma. In quale stato si trova una molecola dipende da A) le condizioni fisiche del sistema in cui si trova e B) le sue proprietà chimiche intrinseche. Tra le variabili fisiche, le più importanti per noi sono i cambiamenti di temperatura e pressione. La maggior parte delle procedure di estrazione industriale avviene all'interno di contenitori solidi le cui pareti non si espandono né si contraggono (si spera); pertanto, i cambiamenti di volume sono considerati trascurabili.
Pressione e temperatura sono correlate tra loro in modo lineare; raddoppiare la temperatura (sulla scala dello zero assoluto, o scala Kelvin) comporterà un raddoppio della pressione (a condizione che il volume sia mantenuto costante). In effetti, ciò significa che ridurre la pressione accendendo un vuoto abbassa anche il punto di ebollizione richiesto per far evaporare il solvente volatile.
Il solvente evaporato viene catturato da un "dito freddo", una superficie raffreddata su cui le molecole di gas possono incontrarsi e condensarsi. Il modo più comune per creare un dito freddo è mescolare alcol isopropilico e ghiaccio secco. Il ghiaccio secco deve essere aggiunto continuamente, ma non è abbastanza freddo da congelare l'alcol e, a differenza del ghiaccio, evapora in gas quando è esaurito.
Contemporaneamente a tutto ciò, il pallone viene posto in un bagno d'acqua riscaldato e ruotato continuamente. Questo crea un film sottile all'interno del pallone che aumenta la superficie da cui le molecole di gas possono evaporare. Serve anche a condurre calore nel sistema direttamente, quindi la temperatura rimane costante anche mentre le molecole evaporano.
Man mano che si stabilisce il vuoto e le nuove molecole di gas iniziano a condensarsi sul dito freddo, le condizioni del sistema sono tali che l'evaporazione procede simultaneamente da ogni superficie, anche dall'interno del liquido stesso. Questo porta alla formazione di bolle, che è il terzo motivo per cui il pallone viene evaporato su un motore rotante.
Conclusione
Gli evaporatori rotanti sono strumenti essenziali nei laboratori grazie alla loro capacità di concentrare campioni in modo efficiente e rapido mantenendo l'integrità dei composti sensibili al calore. Sono indispensabili nell'estrazione e purificazione di estratti vegetali e oli essenziali, migliorando la purezza del prodotto. Sfruttando i principi del controllo della pressione e della temperatura, gli evaporatori rotanti forniscono una soluzione robusta per varie applicazioni chimiche e biochimiche, rendendoli un componente vitale sia nella ricerca che nei contesti industriali.
