У меня есть несколько важных вопросов, которые я хотел бы обсудить с вами в этом посте. Вы, наверное, уже догадались, что мы будем говорить о размере испарительной колбы. Как мы уже видели, параметры лабораторных аксессуаров влияют на процесс испарения. Размер колбы – один из факторов, который вы обязательно должны учитывать при оптимизации реакции. Прочтите, чтобы узнать, какой размер колбы лучше всего подходит для ваших задач.

Тот, кто говорит, что размер не имеет значения, никогда не пробовал делать клубничное варенье. Каждый год мы с женой покупаем большую корзину «плохой» клубники у фермера на нашем местном рынке. Мы используем эту «некрасивую клубнику» для приготовления варенья. В этом году мы купили партию мелкой клубники, наполненной ароматом и сладостью. Но, боже мой, перебрать эти ягоды оказалось тяжелым испытанием. В конце концов, мы с женой чуть не подрались за самые большие ягоды в эгоистичной попытке не трогать крошечные ягодки.

Так что, да, в жизни, как и в лабораторном оборудовании, размер имеет значение. И конечно, иногда чем больше, тем лучше, но при этом не всегда слаще.

В качестве примера возьмем аксессуары для ротационного испарителя. В предыдущем посте я рассказывал о том, как важна толщина стекла вашей колбы. Но на лабораторное упаривание может влиять не только толщина, но и размер колбы.

Как правило, чем больше испарительная колба, тем выше скорость упаривания.

Это связано с тем, что в колбе большего размера скорость по периметру больше. При более высокой скорости растворитель внутри колбы лучше перемешивается, и активная поверхность растворителя увеличивается. Все это приводит к более высокой эффективности упаривания.
Большая площадь поверхности стеклянных стенок, кроме того, обеспечивают лучшую передачу тепловой энергии от нагревательной бани через испарительную колбу к растворителю. Рисунок ниже иллюстрирует это явление:

Колбы большего размера также с большей вероятностью предотвращают пенообразование, что сведет к минимуму негативные последствия задержки кипения и резкого вскипания. Наконец, с большими колбами удобнее управляться.

Но не спешите выбрасывать колбы меньшего объема.

Клубнику меньшего размера легче съесть за один раз, и она часто слаще, чем клубника большего размера. Точно так же колбы меньшего размера могут иметь преимущества перед колбами большего размера.

Например, колбы меньшего размера больше подходят для количественного анализа, например, в случаях, когда вам необходимо дополнительно оценить остаток после упаривания. У вас также будет больше свободы в перемещении ротационного испарителя по вертикальной оси при использовании колб меньшего размера. Более того, большие испарительные колбы имеют более толстые стеклянные стенки, что, в свою очередь, снижает эффективность упаривания, как обсуждалось в последнем посте об упаривании.

Теория теорией, но я хотел выяснить, насколько реально размер колбы влияет на процесс упаривания. Чтобы проверить это, я поставил эксперимент.

Я включил свой Rotavapor® и начал перегонку, используя колбы для упаривания разного размера, от 250 мл до 4 л. Для колб до 1 л я использовал 200 мл растворителя, для колб более 1 л я использовал 750 мл растворителя. Остальные параметры приведены в таблице ниже:

Чтобы оценить результаты, я принял производительность испарения двух колб емкостью 1 л за 100%. Затем я разделил результаты на две группы в зависимости от количества растворителя в литровых колбах. Если производительность упаривания испарительной колбы на 1 л я взял за 100%, то колба на 2 л показала производительность 147%, а колба на 4 л – 209%. Напротив, производительность упаривания с колбой на 250 мл оказалась только 38% по сравнению с колбой на 1 л. Результаты ясно показывают, что скорость испарения увеличивается с увеличением размера колбы.

Как и ожидалось, большая площадь поверхности коррелирует с большим объемом колбы и повышает эффективность упаривания.

Исходя из этого, я бы рекомендовал использовать колбу как можно большего размера, если она подходит для вашей задачи. В то же время, если вы хотите собрать остаток, вам следует использовать колбу меньшего размера, чтобы избежать потери образца и сделать перенос сконцентрированного продукта проще и эффективнее.

Я дам вам еще один совет: выбирайте колбу, вместимость которой будет не менее чем в два раза больше объема упариваемого образца. Ваша установка должна в идеале выглядеть, как на рисунке ниже, с оптимальным объемом заполнения от 1/3 до ½ объема испарительной колбы:

Если вы слышали высказывание о том, что не имеет значения, насколько большой инструмент, а важно, как вы его используете, то могу вас заверить, что это верно и для упаривания на роторе. Безупречный размер колбы важен, но есть много других факторов, которые вы можете оптимизировать для выполнения ваших задач. Прочтите об использовании правила дельты 20, оптимизации давления и поиске оптимального размера холодильника в последних сообщениях блога и следите за новыми советами и рекомендациями.

До новых встреч,