Il punto di ebollizione dell'etanolo in un evaporatore rotante è influenzato dal vuoto applicato, che abbassa significativamente il punto di ebollizione rispetto al suo punto di ebollizione standard di 78,37°C a pressione ambiente.In un evaporatore rotante, il punto di ebollizione dell'etanolo può essere ridotto a circa 25-30°C in condizioni di vuoto specifiche.Ad esempio, l'etanolo bolle a 30°C a una pressione di 123 mbar e a 25°C a 95 mbar.La temperatura del bagno d'acqua è tipicamente impostata a circa 20°C in più rispetto alla temperatura del vapore desiderata per garantire un'evaporazione efficiente e il recupero del solvente.La temperatura del condensatore è impostata a circa 20°C in meno rispetto alla temperatura del vapore per garantire una condensazione efficace.
Punti chiave spiegati:
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Effetto del vuoto sul punto di ebollizione:
- In un evaporatore rotante, l'applicazione del vuoto riduce il punto di ebollizione dell'etanolo.Ciò consente all'etanolo di evaporare a una temperatura molto inferiore rispetto al suo punto di ebollizione standard di 78,37°C a pressione ambiente.
- La riduzione del punto di ebollizione è dovuta all'ambiente a pressione più bassa, che diminuisce l'energia necessaria alle molecole del solvente per passare dalla fase liquida a quella gassosa.
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Temperatura di vapore consigliata:
- La temperatura di vapore consigliata per l'etanolo in un evaporatore rotante è in genere compresa tra 15-20°C.Questo intervallo è scelto per prevenire la perdita di solvente e garantire un recupero efficiente.
- L'ebollizione dell'etanolo a 30°C richiede una pressione di 123 mbar, mentre l'ebollizione a 25°C richiede una pressione di 95 mbar.Queste condizioni sono ottenibili con il sistema di vuoto di un evaporatore rotante.
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Temperatura del bagno d'acqua:
- La temperatura del bagno d'acqua viene solitamente impostata a circa 20°C in più rispetto alla temperatura del vapore desiderata.Per l'etanolo, se la temperatura di vapore desiderata è di 25°C, il bagno d'acqua dovrebbe essere impostato a circa 45°C.
- Questa differenza di temperatura assicura che l'etanolo sia riscaldato a sufficienza per evaporare al punto di ebollizione ridotto, evitando al contempo un calore eccessivo che potrebbe portare alla perdita o alla degradazione del solvente.
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Temperatura del condensatore:
- La temperatura del condensatore viene impostata a circa 20°C in meno rispetto alla temperatura del vapore per garantire un'efficace condensazione dell'etanolo evaporato.Per una temperatura del vapore di 25°C, il condensatore verrebbe regolato a circa 5°C.
- Questa impostazione della temperatura aiuta a recuperare in modo efficiente il vapore di etanolo in forma liquida, riducendo al minimo la perdita di solvente.
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Esempio pratico:
- Per l'estrazione dell'etanolo, il refrigeratore è in genere impostato a circa 0°C e la temperatura del bagno è solitamente di circa 50°C.Questa configurazione è conforme alla regola 20/40/60, che suggerisce di impostare la temperatura del bagno a circa 20 gradi in più rispetto alla temperatura del vapore desiderata e la temperatura del condensatore a circa 20 gradi in meno.
- Questa configurazione assicura che l'etanolo venga evaporato e condensato in modo efficiente, con perdite minime e un recupero ottimale.
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Efficienza energetica e temporale:
- L'abbassamento del punto di ebollizione dell'etanolo attraverso l'applicazione del vuoto non solo previene la degradazione termica, ma consente anche di risparmiare tempo ed energia durante il processo di evaporazione.Ciò è particolarmente vantaggioso in laboratorio, dove può essere necessario trattare più campioni.
Comprendendo questi punti chiave, è possibile impostare efficacemente un evaporatore rotante per l'estrazione dell'etanolo, garantendo un recupero efficiente e sicuro del solvente.L'interazione tra pressione del vuoto, temperatura del vapore, temperatura del bagno d'acqua e temperatura del condensatore è fondamentale per ottimizzare il processo.
Tabella riassuntiva:
| Parametro | Valore |
|---|---|
| Punto di ebollizione standard | 78,37°C a pressione ambiente |
| Punto di ebollizione sotto vuoto | 25-30°C (95-123 mbar) |
| Temperatura del bagno d'acqua | 20°C in più rispetto alla temperatura del vapore |
| Temperatura del condensatore | 20°C in meno rispetto alla temperatura del vapore |
| Temperatura del vapore consigliata | 15-20°C |
| Esempio pratico | Bagno:50°C, refrigeratore: 0°C |
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