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水油兩用旋蒸儀(Rotary Evaporator)是實(shí)驗室中用于高效分離溶劑與溶質(zhì)的經(jīng)典設(shè)備，其核心原理基于減壓蒸餾與旋轉(zhuǎn)薄膜蒸發(fā)的協(xié)同作用。與傳統(tǒng)蒸餾不同，旋蒸儀通過降低系統(tǒng)壓力(真空環(huán)境)使溶劑沸點(diǎn)顯著下降，結(jié)合旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的均勻液膜，大幅提升了蒸發(fā)效率，尤其適用于熱敏性物質(zhì)或高沸點(diǎn)溶劑的回收。
減壓蒸餾原理
在真空泵的作用下，旋蒸儀內(nèi)部形成負(fù)壓環(huán)境(通常可調(diào)至1-100 mbar)。根據(jù)克勞修斯-克拉珀龍方程，溶劑的沸點(diǎn)隨壓力降低而顯著下降。例如，水在常壓下沸點(diǎn)為100℃，但在20 mbar壓力下沸點(diǎn)可降至20℃左右。這一特性使得旋蒸儀能在低溫下快速蒸發(fā)溶劑，避免高溫對目標(biāo)產(chǎn)物的破壞。
旋轉(zhuǎn)薄膜蒸發(fā)機(jī)制
旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)瓶以恒定速度(通常50-280 rpm)旋轉(zhuǎn)，使液態(tài)樣品在瓶壁形成均勻的薄膜。薄膜的表面積遠(yuǎn)大于靜態(tài)液面，且旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力可防止液體暴沸，同時促進(jìn)溶劑分子的逸出。這種設(shè)計顯著縮短了蒸發(fā)時間，并提高了溶劑回收率。
冷凝與收集系統(tǒng)
蒸發(fā)出的溶劑蒸氣通過冷凝管(通常采用雙層玻璃夾套，內(nèi)通循環(huán)冷卻液)冷卻后液化，最終流入接收瓶。冷凝效率直接影響溶劑回收率，因此需根據(jù)溶劑沸點(diǎn)選擇合適的冷卻溫度(如水冷適用于低沸點(diǎn)溶劑，干冰-乙醇冷阱適用于高沸點(diǎn)或易揮發(fā)溶劑)。
水油兩用適配性
水油兩用旋蒸儀通過優(yōu)化密封材料(如聚四氟乙烯或氟橡膠)和加熱浴溫度范圍(通常室溫至180℃)，可兼容水相和油相溶劑的蒸發(fā)。例如，水相體系可通過低溫蒸發(fā)避免溶質(zhì)變性，而油相體系則需高溫加熱以克服高粘度帶來的傳質(zhì)阻力。
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