CHŁODNICE ZWROTNE
Dla przypomnienia: chłodnice zwrotne pracują pionowo. Zasada ich działania polega na tym, że opary cieczy unoszą się w chłodnicy do góry, ulegają schłodzeniu i w postaci ciekłej spływają z powrotem do kolby. Nigdy nie zamykamy górnego wylotu chłodnicy zwrotnej!!! Chłodzenie w zupełności wystarczy, by zapobiec uciekaniu wszelkich oparów, należy jedynie dobrać odpowiednie medium chłodzące – patrz artykuł pt. „CHŁODNICE, cz. 1”
Chłodnica powietrzna – to po prostu szklana rura zaopatrzona co najmniej w jeden szlif, zawsze męski. Może być stosowana zarówno jako chłodnica przepływowa (destylacyjna), jak i jako chłodnica zwrotna.
Chłodnica Liebiga – jest to najczęściej spotykana chłodnica. Składa się ona z prostej rurki wewnętrznej, która jest z jednej strony zakończona szlifem męskim, a z drugiej żeńskim i która jest wtopiona w drugą, szerszą rurkę, która posiada boczne rureczki z rozszerzeniami („oliwkami”), umożliwiające przyłączenie do nich węży doprowadzających wodę. Może być stosowana i jako chłodnica destylacyjna (przepływowa) i jako zwrotna. Zasadniczo jest to chłodnica wodna, ale jeśli nie wpuścimy do niej wody, to może być stosowana jako chłodnica powietrzna.
Chłodnica Westa – różni się od chłodnicy Liebiga tym, że posiada bardzo wąską rurkę wewnętrzną. Stwarza ona lepsze warunki do skroplenia strumienia gazów, jednak pod warunkiem, że nie ma ich zbyt wiele, stosuje się więc ją w przypadku np. destylacji niewielkich ilości substancji. Może mieć zastosowanie jako chłodnica zwrotna. Medium chłodzącym może być woda, ale i powietrze.
Chłodnica Alihna (kulkowa) – charakteryzuje się tym, że wewnętrzna rurka przyjmuje postać „ciągu bąbli”. Chłodnica Alihna jest bardziej sprawna, niż Liebiga czy Westa, ponieważ ma większa powierzchnię chlodzącą, czyli warstwę szkla, które z jednej strony kontaktuje się z oparami, a z drugiewj jest omywana przez wodę. Jest jednak bardziej kosztowna w produkcji. W „mądrej” Wik… napisano: „Chłodnicę Alihna wykorzystuje się też czasem jako chłodnicę zwrotną”. Należałoby rozumieć, że zawsze jest stosowana jako chłodnica przepływowa, co jest totalna bzdurą!!! Dlaczego? Wyobraźmy sobie, jak pracuje chłodnica podczas destylacji – jest ustawiona prawie poziomo, z niewielkim nachyleniem w kierunku splywania kondensatu. Zatem jeśli na tak ustawionej chłodnicy przeprowadzalibyśmy destylację, nasz destylat zatrzymywałby się w wewnętrznej części wgłębień! Wniosek? Chłodnicę kulkową stosujemy wyłącznie jako chlodnicę zwrotną !!!
Chłodnica spiralna – od chłodnicy Liebiga lub Westa różni się tym, że wewnętrzna rurka nie jest prosta, lecz zwinięta w spiralę, co widać na zdjęciu poniżej. Jest to tzw. chłodnica z wężownicą z układem odwrotnym. Chłodnicę taką stosuje się jako dodatkowy element w destylacji niektórych cieczy – destylacja zachodzi z użyciem krótkiej chłodnicy przepływowej, a opary cieczy chłodzone są w chłodnicy spiralnej ustawionej pionowo i dołączonej poprzez przedłuzacz destylacyjny.
Chłodnica z wężownicą – jest to drugi rodzaj chłodnic z wężownicą, nieco innej budowy – to woda krąży w rurce wewnętrznej zwiniętej w spiralę, rurka ta znajduje się wewnątrz drugiej rury, toteż tego typu chłodnica może być stosowana jako chłodnica destylacyjna.
Chłodnica Dimrotha – jest wydajniejszym wariantem chłodnicy z wężownicą, w której wężownica posiada obieg powrotny (co widać na poniższym zdjęciu):
Rureczka wlotowa i wylotowa wody chłodzącej znajdują się w chłodnicy Dimrotha na tym samym końcu chłodnicy, na górze:
Stosowana także jako chłodnica przepływowa w wyparkach rotacyjnych. Jest to bardzo wydajna chłodnica, ze względu na bardzo dużą powierzchnię chłodzącą i może być stosowana przede wszystkim jako chłodnica przepływowa, ale w niektórych przypadkach jako zwrotna. Częstym jej zastosowaniem, ze względu na wysoką wydajność, jest ekstrakcja ciągła w aparacie Soxhleta – chłodnicę zakłada się na ten aparat.
Istnieje również szereg chłodnic specjalnych, takich jak: palcowa („zimny palec”), Friedrichsa czy Dewara.
Chłodnica palcowa („zimny palec”) – pierwszą z wymienionych chłodnic specjalnych można sobie wyobrazić jako zagiętą rurkę zatopioną w probówce, u góry zakończoną oliwką. W tej „probówce” jest rureczka wylotowa do wody. Na rurce zewnętrznej, czyli tej „probówce”, jest szlif męski, który umożliwia mocowanie palca w innych elementach sprzętu laboratoryjnego. Chłodnice palcowe są najczęściej wykorzystywane w sublimatorach i głowicach rektyfikacyjnych.
Chłodnica Friedrichsa („eterowa”) – stanowi kombinację chłodnicy palcowej i chłodnicy z wężownicą. Jest to również bardzo wydajna chłodnica, ponieważ charakteryzuje się bardzo wysoką skutecznością skraplania dzięki podwójnemu systemowi chłodzenia. W chłodnicy tej woda przepływa najpierw przez palec chłodzący, a następnie jest kierowana do wężownicy. Tego rodzaju chłodnice są bardzo drogie i są stosowane do skraplania par substancji szczególnie niskowrzących (m.in. do eteru dietylowego).
Chłodnica Dewara – można ją sobie wyobrazić jako rurę z głębokim zagłębieniem w kształcie stożka. We wnętrzu rury umieszcza się mieszaniny chłodzące (te same, które są stosowane w łaźniach chłodzących). Pary skraplanej substancji wędrując do góry stykają się z zimną powierzchnią zewnętrzną tego cylindra i na skutek tego ulegają skropleniu. Chłodnice Dewara stosuje się w przypadku substancji o temperaturach skraplania poniżej temperatury, jaką zazwyczaj ma woda kranowa. Są one też często wykorzystywane w sublimatorach.
źródło rysunku chłodnic specjalnych: wikipedia.pl
