Apakah Fungsi Gas Lengai dalam Reaktor Kaca?

Reaktor kacaadalah sejenis peralatan tindak balas yang biasa digunakan dalam makmal kimia, yang biasanya digunakan dalam sintesis organik, tindak balas pemangkin, tindak balas suhu tinggi dan sebagainya. Di bawah beberapa keadaan tindak balas tertentu, gas lengai perlu diisi untuk menyediakan suasana lengai, untuk melindungi bahan tindak balas daripada pengaruh oksigen dan wap air di udara, dan pada masa yang sama, keadaan tindak balas boleh dikawal untuk elakkan tindak balas sampingan yang tidak perlu.

Tindak balas sintesis organik: Banyak tindak balas sintesis organik perlu dijalankan dalam suasana lengai untuk mengelakkan pengaruh oksigen atau lembapan pada bahan tindak balas. Sebagai contoh, dalam tindak balas penghidrogenan, adalah perlu untuk menggunakan hidrogen sebagai agen pengurangan dan mengisi reaktor kaca makmal dengan gas lengai untuk memastikan pengecualian oksigen semasa tindak balas, dengan itu memastikan kemajuan tindak balas yang lancar.

Tindak balas pemangkin: Beberapa tindak balas pemangkin perlu dijalankan dalam persekitaran bebas oksigen atau rendah oksigen untuk memastikan aktiviti mangkin. Dengan mengecas gas lengai, oksigen dalam sistem tindak balas boleh dihapuskan dengan berkesan, kesan toksik oksigen pada pemangkin dapat dikurangkan, dan kecekapan tindak balas dapat ditingkatkan.

Tindak balas suhu tinggi: Di bawah keadaan tindak balas suhu tinggi, seperti pirolisis, pengkalsinan dan proses tindak balas lain, gas lengai boleh digunakan untuk mencairkan oksigen dan wap air, mengurangkan tekanan separa oksigen sistem tindak balas, mengurangkan kemungkinan tindak balas pengoksidaan, dan melindungi tindak balas produk daripada pengoksidaan atau hidrolisis.

 

Gas lengai merujuk kepada sejenis gas dengan sifat kimia yang sangat stabil dan sukar untuk bertindak balas dengan bahan lain.

 

Helium (He)

Ciri-ciri: Helium ialah gas yang paling banyak di alam semesta, dan kandungan dalam atmosfera bumi adalah sangat kecil. Helium ialah gas monoatomik, gas lengai paling ringan, tidak berwarna, tidak berbau, tidak toksik dan berketumpatan sangat rendah. Ia mempunyai kekonduksian haba dan kekonduksian elektrik yang tinggi.

Jenis tindak balas: Kerana ia sangat stabil, ia hampir tidak mengambil bahagian dalam sebarang tindak balas, dan digunakan terutamanya untuk perlindungan gas, teknologi laser dan inflasi belon.

 

Neon (Ne)

ciri-ciri: Neon ialah gas tidak berwarna, tidak berbau dan tidak toksik, iaitu gas jarang dengan ketumpatan rendah. Ia memancarkan cahaya oren-merah semasa menyahcas, dan digunakan secara meluas dalam lampu neon.

Jenis tindak balas: Neon juga merupakan gas yang sangat stabil dan tidak mengambil bahagian dalam kebanyakan tindak balas kimia. Kerana tenaga pengionannya yang tinggi, ia boleh digunakan untuk mengeluarkan tiub nyahcas dan laser.

 

Argon (Ar)

• Ciri-ciri: Argon ialah gas tidak berwarna, tidak berbau dan tidak toksik dengan ketumpatan tinggi. Ia mengeluarkan cahaya biru semasa menyahcas, dan digunakan secara meluas dalam sumber cahaya dan kimpalan.
• Jenis tindak balas: Argon juga merupakan gas yang stabil, yang tidak mudah bertindak balas dengan bahan lain. Ia sering digunakan sebagai atmosfera lengai, gas pelindung dan gas penyejuk dalam reaktor kaca untuk memberikan perlindungan dan mengawal keadaan tindak balas.

 

Nitrogen (N2)

• Ciri-ciri: Nitrogen adalah salah satu komponen yang paling banyak di udara, jadi ia agak mudah diperoleh dan digunakan. Ketulenannya juga boleh mencapai tahap yang tinggi melalui rawatan dan penulenan yang betul untuk memastikan suasana lengai yang baik. Berbanding dengan gas lengai lain, seperti helium, neon, argon dan kripton, kos nitrogen adalah lebih rendah, yang menjadikannya pilihan biasa dalam makmal berskala besar dan aplikasi perindustrian. Secara umum, ia agak stabil, dan tiada gangguan yang jelas dalam kebanyakan tindak balas kimia.
• Jenis tindak balas: Dalam reaktor kaca, nitrogen boleh digunakan untuk mengeluarkan oksigen dan wap air dari udara untuk mewujudkan persekitaran bebas oksigen atau hipoksia. Ini berguna untuk melindungi bahan tindak balas daripada pengoksidaan atau hidrolisis, dan meningkatkan hasil dan selektiviti dalam beberapa sintesis organik dan tindak balas pemangkin. Selain itu, nitrogen juga boleh digunakan untuk mengawal suhu tindak balas dan melaraskan kadar tindak balas dengan menyejukkan atau memanaskan.

 

Krypton (Kr)

• Ciri-ciri: Krypton ialah gas jarang, tidak berwarna, tidak berbau dan tidak toksik, dengan ketumpatan tinggi. Ia bersinar kuning-hijau apabila ia dinyahcas. Ia mengandungi jumlah surih di atmosfera dan boleh dipisahkan daripada udara cecair dengan pecahan. Mentol lampu yang disuntik dengan kripton adalah sumber cahaya yang sangat terang, yang sering digunakan untuk membuat lampu pendarfluor.
• Jenis tindak balas: Krypton juga merupakan gas yang stabil, yang tidak mudah untuk mengambil bahagian dalam tindak balas kimia. Ia digunakan terutamanya untuk mengisi lampu pelepasan gas, laser dan instrumen optik.

 

Xenon (Xe)

• Ciri-ciri: Xenon ialah gas tidak berwarna, tidak berbau dan tidak toksik dengan ketumpatan tinggi. Ia memancarkan cahaya biru kepada hijau apabila ia dinyahcas. Ia wujud di udara (kira-kira 0.0087mL xenon setiap 100L udara) dan juga dalam gas mata air panas. Diasingkan daripada udara cecair dengan kripton.
• Jenis tindak balas: Xenon juga merupakan gas yang stabil, yang tidak mudah bertindak balas dengan bahan lain. Ia digunakan secara meluas dalam lampu pelepasan gas dan teknologi laser, dan juga boleh digunakan dalam penyelidikan perubatan dan saintifik.

 

Radon (Rn)

• Ciri-ciri: Radon ialah gas tidak berwarna, tidak berbau dan toksik dengan ketumpatan tinggi. Ia adalah gas radioaktif, yang biasanya wujud dalam tanah, air dan udara. Kerana radioaktivitinya, ia mempunyai separuh hayat yang pendek.
• Jenis tindak balas: Radon tidak sesuai untuk tindak balas kimia kerana ketidakstabilan dan radioaktivitinya. Radon digunakan terutamanya untuk radioterapi dan penyelidikan saintifik.

Masalah keselamatan yang perlu diberi perhatian apabila menggunakan gas lengai sebagai gas ambien cerek tindak balas kaca.

 

1. Elakkan kepekatan oksigen daripada terlalu tinggi: Fungsi utama gas lengai adalah untuk mengeluarkan oksigen dari udara untuk melindungi bahan tindak balas. Walau bagaimanapun, jika gas lengai yang digunakan tidak mencukupi atau bocor, kepekatan oksigen dalam reaktor mungkin meningkat. Kepekatan oksigen yang tinggi boleh meningkatkan risiko letupan atau kebakaran. Oleh itu, dalam proses operasi, kita harus memastikan bekalan gas lengai yang mencukupi, dan sentiasa memeriksa dan menyelenggara sistem bekalan gas.

2. Prestasi pengedap dan kebocoran: Adalah sangat penting untuk memastikan prestasi pengedap yang baik bagi reaktor kaca berjaket. Sebarang kebocoran boleh menyebabkan kehilangan gas lengai, sekali gus menjejaskan proses tindak balas. Periksa dan selenggara peranti pengedap cerek tindak balas dengan kerap untuk memastikan prestasi pengedap yang baik dan membaiki sebarang masalah kebocoran tepat pada masanya.

3. Penyingkiran oksigen dan pengudaraan: Penggunaan gas lengai dalamreaktor kacabertujuan untuk mengeluarkan oksigen dari udara. Sebelum menggunakan gas lengai, pastikan udara di dalam reaktor telah dikeluarkan sepenuhnya, dan wujudkan sistem pengudaraan yang sesuai untuk menghalang oksigen daripada memasuki semula reaktor. Semasa operasi, pastikan peralatan pengudaraan berfungsi seperti biasa untuk memastikan komposisi gas persekitaran tindak balas stabil.

4. Kawalan tekanan gas: Kedua-dua bekalan dan pelepasan gas lengai perlu mengawal tekanan gas. Tekanan gas yang terlalu tinggi atau terlalu rendah boleh membawa kepada masalah keselamatan atau penyelewengan keadaan tindak balas. Gunakan peranti pengawal selia tekanan yang sesuai dan peralatan pemantauan untuk mengawal tekanan gas lengai dan memastikan ia sentiasa dalam julat yang sesuai.

5. Mencegah pengumpulan gas lengai: Dalam proses menggunakan gas lengai, adalah perlu untuk mengelakkan pengumpulan gas lengai dalam ruang tertutup. Pengumpulan gas lengai boleh membawa kepada bahaya hipoksia dan sesak nafas. Oleh itu, dalam proses operasi, adalah perlu untuk memastikan pengudaraan dan aliran udara yang mencukupi untuk mengelakkan pengumpulan gas lengai.

 

Sebarang pengetahuan lain tentang reaktor kaca kimia makmal, kami gembira untuk berkomunikasi dengan andasales@achievechem.com