PrepOrg cz I0

- 130

V.1. Wielkość i kształt reaktora

Wielkość i kształt reaktora wywierają na ogół pośredni wpływ na przebieg reakcji chemicznych. Od doboru wielkości i kształtu reaktora zależy mianowicie zdolność wymiany ciepła pomiędzy mieszaniną reakcyjną a otoczeniem oraz efektywność mieszania. Jednak wyjątkowo np. w reakcjach rodnikowych na ścianach reaktora może następować dezaktywacja rodników i w tych przypadkach kształt reaktora, a ściślej proporcja powierzchni do objętości może wpływać bezpośrednio na kinetykę reakcji, a tym samym i na jej wydajność.

Wielkość reaktora określona jest w pierwszym rzędzie skalą wykonywanego preparatu. Na ogół przyjmuje się, że pojemność reaktora powinna być wykorzystana w 50-80%. Niektóre procesy połączone z wydzielaniem się gazów, par czy z tworzeniem się-piany wymagają użycia reaktorów znacznie większych. Reaktory więkBze niż przeciętnie stosuje się w laboratoriach również wówczas, gdy prowadzenie reakcji połączone jest z intensywną wymianą ciepła z otoczeniem; chodzi wówczas o rozwinięcie powierzchni chłodzenia (ogrzewania) lub parowania. Należy podkreślić, że w technice problemy te rozwiązuje się na ogół w inny sposób.

W laboratorium chemii organicznej mamy stosunkowo niewielkie możliwości wyboru kształtu reaktora. Stosowane są kolby okrągłodenne, kolby stożkowe, zlewki i inne popularne naczynia laboratoryjne. Przy ich wyborze należy kierować się zwykle względami praktycznymi. Większość reakcji prowadzi się w kolbach okrągłodennych jedno- lub wieloezyjnych. Ich zaletami są; stosunkowo duża wytrzymałość mechaniczna i termiczna, łatwość mocowania do statywu, łatwość szczelnego łącźeńia z oprzyrządowaniem; zaś wodą- najniższa z możliwych proporcja powierzchni do objętości utrudniająca ewentualną wymianę ciepła z otoczeniem.

W przypadku niektórych procesów zachodzących np. w niskich temperaturach lub w środowisku niepalnych czy wysokowrzących rozpuszczalników można jako reaktory stosować kolby stożkowe, lub zlewki. Stosowanie zlewek może okazać się korzystne zwłaszcza wdwczas, gdy w reakcji wydzielają się duże ilości nieszkodliwego gazu, np. azotu lub też, gdy w wyniku syntezy tworzy się bardzo gęsta zawiesina trudna do usunięcia z kolby. Czasami przeprowadza się reakcję nawet w parownicach. Ma to miejsce wówczas, gdy chodzi nam o maksymalne rozwinięcie powierzchni parowania, odparowującą substancją Jest woda, a produktem stała krystaliczna masa.

Jeśli przeprowadzana synteza zachodzi pomiędzy gazem a_v roztworem drugiego z reagentów, to w pewnych przypadkach może się okazać korzystne zastosowanie płuczki jako naczynia reakcyjnego. Nie Jest to jednak polecane wówczas, gdy produkt reakcji wypada z roztworu jako osad, gdyż jego tworzenie mogłoby doprowadzić do zaczopowanla doprowadzenia gazu. W tych przypadkach korzystniej jest stosować reaktor w postaci kolby okrągłoden-nej zaopatrzonej w sprawne mieszadło i szerokie doprowadzenie gazu.