Описание: Включете в списъка на химичните вещества и препарати, които се използват в химическата промишленост.
Магнитната бъркалка или магнитният миксер е лабораторно устройство, което използва въртящо се магнитно поле, за да накара потопена в течност бъркалка (или бълха) да се върти много бързо, като по този начин я разбърква. Той се използва в химията и биологията, където други форми на разбъркване, като например моторизирани бъркалки и пръчки за разбъркване, може да не са приложими. Магнитното разбъркване е широко използван метод за разбъркване и смесване в течни среди. Този процес може да се използва в широк температурен диапазон и с почти всеки химически агент, както и в отворени и затворени системи, под налягане или вакуум.
Приложение.
Магнитните бъркалки често се използват в химията и биологията, където могат да се използват за разбъркване на херметически затворени съдове или системи без необходимост от сложни ротационни уплътнения. Те са предпочитани пред моторните бъркалки със зъбни колела, тъй като са по-тихи, по-ефективни и нямат движещи се външни части, които да се счупят или износят (освен самия прост бар магнит). Магнитните бъркалки работят добре в стъклени съдове, които обикновено се използват за химични реакции, тъй като стъклото не влияе осезаемо на магнитното поле. Ограниченият размер на пръчката означава, че магнитните бъркалки могат да се използват само за сравнително малки експерименти с обем 4 литра или по-малко. Разбъркващите пръти също така срещат трудности при работа с вискозни течности или гъсти суспензии. За по-големи обеми или по-вискозни течности обикновено е необходимо някакъв вид механично разбъркване (напр. горна бъркалка). В синтетичната химия обикновено се използва комбинирана магнитна бъркалка/нагревател, оборудвана с вграден механизъм за контрол на температурата и температурна сонда, с нагревателна вана (обикновено масло, пясък или ниско топящ се метал) или охлаждаща вана (обикновено вода, лед или органична течност, смесена с течен азот или сух лед като охлаждаща течност), което позволява реакционните съдове, поставени във ваната, да се поддържат при температури приблизително от -120 до 250 °C.
В производството на лекарства
По правило магнитните бъркалки се използват в повечето малки по мащаб синтези с обем от 5 ml-1 L (до 4 литра). Това е най-често използваното лабораторно оборудване и може да се използва за разбъркване на повечето синтези.
Например, трябва да използвате магнитна бъркалка в почти всяка стъпка от синтеза на MDMA:
Разтворете 33 ml изосафрол в 51 ml DCM. Добавете го бавно към пероцетната киселина и оставете температурата да не се повишава над 40 *С. Докато правите това, трябва да поставите колбата на магнитна бъркалка в ледена баня. След като всичко е добавено, оставете ледената баня сама да достигне стайна температура и я оставете да се разбърква за една нощ, като поставите фолио върху горната част на колбата. Цветът ще се промени от жълт в оранжев до тъмночервен, дестилирайте DCM и дестилирайте оцетната киселина. Ще остане тъмен, гъст сироп.
За синтеза на други фенилетиламини, като 2С-В, ДОМ, МДА, МЕСКАЛИН, ТМА, е необходимо да се приложи разбъркване. Най-добрият избор е магнитна бъркалка:
Бялото масло, 27,6 g, се разтваря в 50 mL H2O, съдържащо 7,0 g оцетна киселина. Този бистър разтвор се разбърква енергично и се обработва с 20 ml концентрирана HCl. Незабавно се образува безводна сол на 2,5-диметокси-4-бромофенетиламин хидрохлорид (2С-В).
Суспензия от 9,5 g LAH в 750 ml добре разбъркан безводен Et2O се поддържа при обратен поток в инертна атмосфера, като връщането на кондензирания разтворител става през накрайник на Сокслет, съдържащ 9,5 g 1-(2,5-диметокси-4-метилфенил)-2-нитропропен. След като добавянето на нитростирена е завършило, разбърканата суспензия е поддържана при рефлукс за още 4 часа, след което е охладена до стайна температура и е оставена да продължи да се разбърква през нощта.
При синтеза на мефедрон трябва да използвате това оборудване в следващия етап:
За да предотвратите кипенето на разтвора, добавете метил амина на тънка струя от капкова фуния или разделете добавянето на метил амина на 2-3 части и изсипете на равни порции при умерено разбъркване, без да разплисквате. След като се добави целият метил амин, разбърквайте в продължение на два часа при 40 ºC.
Например, трябва да използвате магнитна бъркалка в почти всяка стъпка от синтеза на MDMA:
Разтворете 33 ml изосафрол в 51 ml DCM. Добавете го бавно към пероцетната киселина и оставете температурата да не се повишава над 40 *С. Докато правите това, трябва да поставите колбата на магнитна бъркалка в ледена баня. След като всичко е добавено, оставете ледената баня сама да достигне стайна температура и я оставете да се разбърква за една нощ, като поставите фолио върху горната част на колбата. Цветът ще се промени от жълт в оранжев до тъмночервен, дестилирайте DCM и дестилирайте оцетната киселина. Ще остане тъмен, гъст сироп.
За синтеза на други фенилетиламини, като 2С-В, ДОМ, МДА, МЕСКАЛИН, ТМА, е необходимо да се приложи разбъркване. Най-добрият избор е магнитна бъркалка:
Бялото масло, 27,6 g, се разтваря в 50 mL H2O, съдържащо 7,0 g оцетна киселина. Този бистър разтвор се разбърква енергично и се обработва с 20 ml концентрирана HCl. Незабавно се образува безводна сол на 2,5-диметокси-4-бромофенетиламин хидрохлорид (2С-В).
Суспензия от 9,5 g LAH в 750 ml добре разбъркан безводен Et2O се поддържа при обратен поток в инертна атмосфера, като връщането на кондензирания разтворител става през накрайник на Сокслет, съдържащ 9,5 g 1-(2,5-диметокси-4-метилфенил)-2-нитропропен. След като добавянето на нитростирена е завършило, разбърканата суспензия е поддържана при рефлукс за още 4 часа, след което е охладена до стайна температура и е оставена да продължи да се разбърква през нощта.
При синтеза на мефедрон трябва да използвате това оборудване в следващия етап:
За да предотвратите кипенето на разтвора, добавете метил амина на тънка струя от капкова фуния или разделете добавянето на метил амина на 2-3 части и изсипете на равни порции при умерено разбъркване, без да разплисквате. След като се добави целият метил амин, разбърквайте в продължение на два часа при 40 ºC.
Дизайн.
Основната система се състои от два компонента: Магнитна бъркалка, поставена в течността, и магнитно задвижване, разположено извън съда. Магнитът на бъркалката и магнитното задвижване образуват магнитна верига. За безпроблемно разбъркване на течности с различен вискозитет магнитното задвижване трябва да има широк диапазон от различни скорости. Ето защо силата и формата на магнитната верига между магнита на бъркалката и магнитното задвижване са толкова важни.
Магнитът на бъркалката е бар магнит, обвит в материал, който предпазва магнита и предотвратява замърсяването на течната среда.
Сърцевината на магнита за бъркане обикновено е Alnico V, а по-рядко използвана алтернатива е Самарий-Кобалт (видове магнитни сплави). Поради изключителните си химични и термични (от -200 °C до +260 °C) свойства политетрафлуороетиленът е най-предпочитаният капсулиращ материал. Той може лесно да се обработва.
Сърцевината на магнита за бъркане обикновено е Alnico V, а по-рядко използвана алтернатива е Самарий-Кобалт (видове магнитни сплави). Поради изключителните си химични и термични (от -200 °C до +260 °C) свойства политетрафлуороетиленът е най-предпочитаният капсулиращ материал. Той може лесно да се обработва.
Видове бъркалки.
Съществен аксесоар за магнитната бъркалка с гореща плоча е магнитната бъркалка. Съвременните бъркалки имат външна обвивка от политетрафлуороетилен(PTFE) и съдържат силен постоянен магнит от вътрешната страна. Щангата за разбъркване се поставя директно в средата, която искате да разбъркате, а съдът, съдържащ средата, се поставя директно върху нагревателната повърхност на котлона. PTFE обвивката, която е инертна, не позволява на бъркалката да реагира с медията. По периферията на бъркалката се вижда въртящ се или шарнирен пръстен, който позволява на бъркалката да се върти свободно, когато е поставена върху равна повърхност.
По принцип е трудно да се намери най-ефективната магнитна бъркалка за дадено приложение, но важни фактори са формата на съда и вискозитетът на разбъркваната среда. В блюдо на Петри ще бъде ефективна дълга бъркалка с ниска скорост, в съд с кръгло дъно яйцевидните (овални) магнитни бъркалки ще бъдат подходящ избор. Идеалната конфигурация е тази, при която магнитът на разбъркващата пръчка и магнитът на задвижването са с еднаква дължина и с минимално разстояние между тях.
По принцип е трудно да се намери най-ефективната магнитна бъркалка за дадено приложение, но важни фактори са формата на съда и вискозитетът на разбъркваната среда. В блюдо на Петри ще бъде ефективна дълга бъркалка с ниска скорост, в съд с кръгло дъно яйцевидните (овални) магнитни бъркалки ще бъдат подходящ избор. Идеалната конфигурация е тази, при която магнитът на разбъркващата пръчка и магнитът на задвижването са с еднаква дължина и с минимално разстояние между тях.
Увеличаването на магнитната сила чрез използване на магнит SmCo може да бъде от полза за много приложения. Това обаче може да има и отрицателни последици.
Миграция:Когато магнитът на бъркалката и магнитът на задвижването са с много различна дължина, магнитът на бъркалката може да мигрира към някой от полюсите на магнита на задвижването.
Принудителната сила между задвижващия и разбъркващия магнит може да доведе до спирачен ефект. Поради натиска на бъркащия магнит върху дъното на съда скоростта на въртене се намалява и въртенето може дори да бъде предотвратено.
Като цяло не може да се даде съвет за или против определена форма на бъркалка. В случай на съмнение може да бъде полезно да се направи тест на различни бъркалки при вашите собствени условия.
Втората част на тази система за разбъркване е магнитното задвижване, което в най-простия си вид се състои от обикновен асинхронен двигател с регулиране на скоростта или стъпков двигател. В някои случаи двигателят включва автоматично реверсиране, за да се подобри смесването. Обикновено магнитът на задвижването е обикновен квадратен бар магнит, U-магнит или съставен SSMC-магнит. Въртенето му предизвиква въртене на магнита на бъркалката в течността. Определената скорост може да се регулира чрез вграден регулатор на скоростта.
Ако сте загубили магнитната си бъркалка и нямате резервна, можете да използвате метална щипка или друга малка метална пръчка като бъркалка. Металната пръчка ще се върти в магнитно поле и ще разбърква течността ви.
Като цяло не може да се даде съвет за или против определена форма на бъркалка. В случай на съмнение може да бъде полезно да се направи тест на различни бъркалки при вашите собствени условия.
Втората част на тази система за разбъркване е магнитното задвижване, което в най-простия си вид се състои от обикновен асинхронен двигател с регулиране на скоростта или стъпков двигател. В някои случаи двигателят включва автоматично реверсиране, за да се подобри смесването. Обикновено магнитът на задвижването е обикновен квадратен бар магнит, U-магнит или съставен SSMC-магнит. Въртенето му предизвиква въртене на магнита на бъркалката в течността. Определената скорост може да се регулира чрез вграден регулатор на скоростта.
Ако сте загубили магнитната си бъркалка и нямате резервна, можете да използвате метална щипка или друга малка метална пръчка като бъркалка. Металната пръчка ще се върти в магнитно поле и ще разбърква течността ви.
Магнитна бъркалка за котлон
Разбъркващите устройства с гореща плоча съчетават процесите на смесване и нагряване, като позволяват по-бързо и равномерно нагряване на течните среди. Ако някога сте се опитвали да нагрявате суспензия, без да я смесвате, или да контролирате бурно кипене, ще разберете каква абсолютна необходимост е добрата бъркалка за гореща плоча в лабораторията.
Магнитната бъркалка с гореща плоча има следните основни компоненти: панел за управление отпред с копчета за регулиране, гумени или пластмасови крачета отдолу, за да се повдигне електрическото устройство над потенциално влажната работна повърхност, ключ за захранване отстрани (ако не е вграден в копчетата за регулиране), нагревателна повърхност отгоре и захранващ кабел отдолу или отзад. Нагревателният проводник и роторът се намират под нагревателната повърхност на магнитната бъркалка (чертежът не е в мащаб).
В горещата плоча намагнитваният ротор се намира под нагревателната повърхност, което позволява на машината да взаимодейства с пръчката за разбъркване. Във всички електронни бъркалки намагнитваният ротор ще бъде или постоянен магнит, или електромагнит. При горещата плоча, продавана от Verich, върху ротора е разположен постоянен магнит, който се върти свободно под нагревателната повърхност. Този магнит може да се види в пролуката под нагревателната повърхност.
Работа с гореща плоча
След като горещата плоча е включена и средата плюс бъркалката са закрепени отгоре (например със скоба и стойка), сте готови да започнете нагряването и смесването. В предната част на горещата плоча има две копчета. Това са копчетата за регулиране на нагряването и смесването, които позволяват прецизен контрол на процеса. Започнете, като включите разбъркването на подходящо ниво. Обикновено това е достатъчно, за да се гарантира, че горните слоеве на течността в съда се смесват добре с долните слоеве. Ако не изглежда, че горната част се разбърква достатъчно, увеличете настройката за разбъркване.
След това включете нагряването, като завъртите копчето за нагряване. Може да се чуе леко бръмчене, тъй като нагревателният плот увеличава тока, подаван към нагревателните намотки под нагревателната повърхност. Тъй като това е сценарий с висок ток и висока температура, понякога в устройството се поставят ограничители на тока за безопасност. Например в котлона Verich предпазител изключва отоплителната система, ако подаваният към намотките ток стане твърде висок (например при повреда в захранването или при изключително износване на устройството).
Топлинната мощност е различна за различните устройства. В зависимост от размера на нагревателния плот, загряването на литър вода от стайна температура може да отнеме между 10 и 25 минути. Помислете за предварително кипване на средата от по-агресивен източник на топлина, например от газова горелка или чайник, и използвайте котлона само за поддържане на температурата при разбъркване.
Топлинната мощност е различна за различните устройства. В зависимост от размера на нагревателния плот, загряването на литър вода от стайна температура може да отнеме между 10 и 25 минути. Помислете за предварително кипване на средата от по-агресивен източник на топлина, например от газова горелка или чайник, и използвайте котлона само за поддържане на температурата при разбъркване.
Доставчици
Съществуват много фирми, които произвеждат и продават оборудване за тези лаборатории. Изборът ви зависи от бюджета ви.Joanlab https://www.joanlab.com
IKA https://www.ika.com
Thermo Fisher Scientific https://www.thermofisher.com
Scilogex https://www.scilogex.com/
Labnet International https://www.labnetinternational.com/
Има ценова листа за магнитни бъркалки с нагревателна плоча и без нея от посочените по-горе доставчици. Всички цени са валидни към 11.2021 г.
Last edited:
