Máy bay hơi quay được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực để cô đặc mẫu. Dưới đây là một số lợi ích và ứng dụng của máy bay hơi quay:
Lợi ích của Máy Bay Hơi Quay
1. Cô đặc nhanh chóng và hiệu quả
Máy bay hơi quay cho phép cô đặc mẫu nhanh chóng và hiệu quả, dẫn đến độ tinh khiết và năng suất mẫu tốt hơn. Việc sử dụng bình quay đảm bảo rằng dung dịch được tiếp xúc đều với nhiệt và chân không, dẫn đến cô đặc hiệu quả.
2. Bay hơi ở nhiệt độ thấp
Sử dụng máy bay hơi quay, quá trình bay hơi được thực hiện ở áp suất giảm, cho phép chưng cất ở nhiệt độ thấp. Điều này rất hữu ích cho các hợp chất nhạy cảm với nhiệt, vì nó ngăn ngừa sự phân hủy và mất mẫu.
3. Tốc độ bay hơi nhanh
Tốc độ bay hơi nhanh với máy bay hơi quay, và quá trình tách có thể được thực hiện trong thời gian rất ngắn. Điều này làm cho nó trở thành một công cụ quý giá trong phòng thí nghiệm, đặc biệt khi xử lý các mẫu có khối lượng lớn.
Ứng Dụng của Máy Bay Hơi Quay
1. Tinh chế mẫu
Máy bay hơi quay thường được sử dụng để tinh chế mẫu. Chúng có thể loại bỏ tạp chất và cô đặc hợp chất mong muốn, dẫn đến độ tinh khiết mẫu tốt hơn.
2. Thu hồi dung môi
Máy bay hơi quay cũng được sử dụng để thu hồi dung môi. Chúng có thể được sử dụng để thu hồi dung môi từ các hỗn hợp, có thể tái sử dụng cho các thí nghiệm tiếp theo.
3. Tinh chế chiết xuất thực vật và tinh dầu
Máy bay hơi quay được sử dụng trong việc tinh chế chiết xuất thực vật và tinh dầu từ các sản phẩm tự nhiên. Chúng có thể chiết xuất hợp chất mong muốn từ hỗn hợp, dẫn đến sản phẩm cô đặc và tinh khiết hơn.
4. Chưng cất hỗn hợp phức tạp
Máy bay hơi quay hữu ích cho việc chưng cất các hỗn hợp phức tạp. Chúng có thể tách các hợp chất khác nhau trong hỗn hợp, cho phép cô lập hợp chất mong muốn.
Cách Hoạt Động?
Một máy bay hơi quay, hay “rotovap” trong thuật ngữ phòng thí nghiệm, là một thiết bị được sử dụng trong phòng thí nghiệm hóa học để loại bỏ dung môi dễ bay hơi khỏi hỗn hợp lỏng.
Máy bay hơi quay hoạt động dựa trên giả định chung rằng điểm sôi của dung môi thấp hơn nhiều so với chất lỏng xung quanh nó. Nó cũng giả định rằng các hợp chất trong chất lỏng nhạy cảm với nhiệt; nếu không, bạn có thể chỉ cần đun sôi dung môi ra ngoài.
Một máy bay hơi quay hoạt động bằng cách tạo ra một chân không trong một bình thủy tinh quay. Điều đó đạt được điều gì? Hãy quay lại với vật lý và hóa học trung học phổ thông.
Tất cả vật chất trong vũ trụ tồn tại ở ba (kỹ thuật là bốn) trạng thái: rắn, lỏng, khí và plasma. Trạng thái của một phân tử phụ thuộc vào A) điều kiện vật lý của hệ thống mà nó đang ở, và B) các tính chất hóa học nội tại của nó. Trong các biến vật lý, quan trọng nhất đối với chúng ta là sự thay đổi nhiệt độ và áp suất. Hầu hết các quy trình chiết xuất công nghiệp diễn ra bên trong các thùng chứa rắn mà tường không giãn nở hoặc co lại (chúng ta hy vọng); do đó, sự thay đổi thể tích được coi là không đáng kể.
Áp suất và nhiệt độ liên quan đến nhau theo cách tuyến tính; tăng gấp đôi nhiệt độ (trên thang đo tuyệt đối, hoặc thang đo Kelvin) sẽ dẫn đến tăng gấp đôi áp suất (miễn là thể tích được giữ không đổi). Thực tế, điều đó có nghĩa là giảm áp suất bằng cách bật chân không cũng làm giảm điểm sôi cần thiết để dung môi bay hơi.
Dung môi bay hơi được thu lại bởi một “ngón tay lạnh”, một bề mặt được làm lạnh mà các phân tử khí có thể gặp và ngưng tụ. Cách phổ biến nhất để tạo ra ngón tay lạnh là trộn cồn isopropyl và đá khô. Đá khô cần được thêm liên tục, nhưng nó không đủ lạnh để đóng băng cồn và, không giống như đá, nó bay hơi thành khí khi hết.
Đồng thời với tất cả những điều trên, bình được đặt vào một bể nước được đun nóng và quay liên tục. Điều này tạo ra một lớp màng mỏng bên trong bình, tăng diện tích bề mặt từ đó các phân tử khí có thể bay hơi. Nó cũng giúp dẫn nhiệt vào hệ thống trực tiếp, do đó nhiệt độ vẫn không đổi ngay cả khi các phân tử bay hơi.
Khi chân không được thiết lập và các phân tử khí mới hình thành bắt đầu ngưng tụ trên ngón tay lạnh, các điều kiện của hệ thống là như vậy mà quá trình bay hơi diễn ra đồng thời từ mọi bề mặt—thậm chí từ bên trong chất lỏng. Điều này dẫn đến sự sủi bọt, là lý do thứ ba tại sao bình được bay hơi trên một động cơ quay.
Kết Luận
Máy bay hơi quay là công cụ thiết yếu trong các phòng thí nghiệm do khả năng cô đặc mẫu một cách hiệu quả và nhanh chóng trong khi duy trì tính toàn vẹn của các hợp chất nhạy cảm với nhiệt. Chúng không thể thiếu trong việc chiết xuất và tinh chế chiết xuất thực vật và tinh dầu, nâng cao độ tinh khiết của sản phẩm. Bằng cách tận dụng các nguyên tắc kiểm soát áp suất và nhiệt độ, máy bay hơi quay cung cấp một giải pháp mạnh mẽ cho các ứng dụng hóa học và sinh hóa khác nhau, làm cho chúng trở thành một thành phần quan trọng trong cả nghiên cứu và công nghiệp.
