Введение

Конденсатор Либига (/'//l//i://b//I//g/, LEEbig) или прямой конденсатор — это лабораторное оборудование, представляющее собой конденсатор, состоящий из прямой стеклянной трубки, окруженной водяной рубашкой. В ходе типичных лабораторных операций, таких как дистилляция, конденсатор закрепляется на штативе в вертикальном или наклонном положении. Горячий пар жидкости подается в верхний конец внутренней трубки и конденсируется, соприкасаясь с ее более холодными стенками. Вода (или другая жидкость) постоянно циркулирует в рубашке для отвода тепла парообразования, выделяемого при конденсации пара, поддерживая температуру трубки ниже точки кипения жидкости. Конденсированная жидкость стекает из нижнего конца внутренней трубки. Конденсатор Либига также может использоваться в операциях рефлюкса или экстракции по Сокслету, хотя для этих задач лучше подходят другие типы конденсаторов. В этом случае конденсатор удерживается вертикально над приемником с кипящей жидкостью. Пар подается во внутреннюю трубку через нижний конец, а конденсированная жидкость стекает обратно через то же отверстие, в то время как верхний конец трубки обычно остается открытым для атмосферы.

История

Этот тип конденсатора назван в честь немецкого химика Юстуса фон Либига, хотя он лишь усовершенствовал и популяризировал его. Самый ранний лабораторный конденсатор с водяным охлаждением был изобретен в 1771 году шведским химиком немецкого происхождения Кристианом Вайгелем (1748–1831). Конденсатор Вейгеля состоял из двух коаксиальных оловянных труб, соединенных нижними концами, образуя водяную рубашку, и открытых верхними концами. Холодная вода поступала в рубашку через вход в нижней части и вытекала из открытого верхнего конца. Стеклянная трубка, по которой пары поступали из дистилляционной колбы, проходила через внутреннюю оловянную трубку. Впоследствии Вейгель заменил внутреннюю оловянную трубку стеклянной и разработал зажим для крепления конденсатора. Однако в 1781 году в анонимной брошюре утверждалось, что конденсатор с противотоком был задуман в 1770 году и испытан в 1773 году. Иллюстрации в брошюре показывают реторту, к которой была присоединена трубка. Эта трубка проводила пары из реторты через прямоугольный ящик, который служил конденсатором, в котором холодная вода текла от нижнего конца конденсатора к его верхнему – представляя собой конденсатор с противотоком. В 1794 году немецкий фармацевт Иоганн Фридрих Август Геттлинг (1753–1809), бывший ученик Вейгеля, усовершенствовал конструкцию, герметично закрыв оба конца водяной рубашки. В 1778 году, по-видимому, независимо, финский фармацевт Якоб Гадолин (1719–1802) предложил конденсаторы для использования на винокурнях и в лабораториях, состоящие из металлической рубашки, окружавшей выходное отверстие из дистилляционного сосуда, и через которую протекал встречный поток холодной воды. Также независимо от Вейгеля, Пьер Исаак Пуассонье (1720–1798), врач короля Людовика XV Франции, опубликовал в 1779 году конструкцию дистиллятора для производства пресной воды из морской воды на борту корабля. Устройство состояло из реторты для кипячения морской воды, трубки, идущей от реторты через прямоугольный ящик, заполненный проточной холодной водой, подаваемой из отдельного резервуара. Сам Либиг ошибочно приписывал эту конструкцию Геттлингу.

Дизайн

Современная конструкция состоит из двух концентрических прямых стеклянных труб, при этом внутренняя труба длиннее и выступает с обоих концов. Концы внешней трубы герметизированы (обычно с помощью вдутого стеклянного кольцевого уплотнения), образуя водяную рубашку, и оснащены боковыми портами вблизи концов для подачи и отвода охлаждающей жидкости. Концы внутренней трубы, по которой транспортируются пар и конденсированная жидкость, остаются открытыми; они часто снабжены шлифованными стеклянными соединениями для надежного и герметичного подключения к другому оборудованию.

Эффективность

По сравнению с простым воздушным конденсатором реторты или головкой алембика, конденсатор Либига более эффективно отводит тепло конденсации и поддерживает стабильно низкую температуру на поверхности конденсации.