ฟังก์ชั่นของก๊าซเฉื่อยในเครื่องปฏิกรณ์แก้วคืออะไร?

เครื่องปฏิกรณ์แก้วเป็นอุปกรณ์ปฏิกิริยาชนิดหนึ่งที่ใช้กันทั่วไปในห้องปฏิบัติการเคมี ซึ่งมักใช้ในการสังเคราะห์สารอินทรีย์ ปฏิกิริยาตัวเร่งปฏิกิริยา ปฏิกิริยาที่อุณหภูมิสูง และอื่นๆ ภายใต้เงื่อนไขของปฏิกิริยาเฉพาะบางประการ จำเป็นต้องเติมก๊าซเฉื่อยเพื่อสร้างบรรยากาศเฉื่อย เพื่อปกป้องสารที่ทำปฏิกิริยาจากอิทธิพลของออกซิเจนและไอน้ำในอากาศ และในขณะเดียวกัน สภาวะของปฏิกิริยาสามารถควบคุมได้ หลีกเลี่ยงปฏิกิริยาข้างเคียงที่ไม่จำเป็น

ปฏิกิริยาการสังเคราะห์สารอินทรีย์: ปฏิกิริยาการสังเคราะห์สารอินทรีย์หลายอย่างจำเป็นต้องดำเนินการในบรรยากาศเฉื่อยเพื่อหลีกเลี่ยงอิทธิพลของออกซิเจนหรือความชื้นต่อสารที่ทำปฏิกิริยา ตัวอย่างเช่น ในปฏิกิริยาไฮโดรจิเนชัน จำเป็นต้องใช้ไฮโดรเจนเป็นตัวรีดิวซ์ และเติมก๊าซเฉื่อยลงในเครื่องปฏิกรณ์แก้วในห้องปฏิบัติการเพื่อให้แน่ใจว่าออกซิเจนจะแยกออกในระหว่างการทำปฏิกิริยา ดังนั้นจึงรับประกันว่าปฏิกิริยาจะดำเนินไปอย่างราบรื่น

ปฏิกิริยาตัวเร่งปฏิกิริยา: ปฏิกิริยาตัวเร่งปฏิกิริยาบางอย่างจำเป็นต้องดำเนินการในสภาพแวดล้อมที่ไม่มีออกซิเจนหรือออกซิเจนต่ำเพื่อให้แน่ใจว่าตัวเร่งปฏิกิริยาทำงานได้ ด้วยการชาร์จก๊าซเฉื่อย ออกซิเจนในระบบปฏิกิริยาสามารถกำจัดได้อย่างมีประสิทธิภาพ ลดผลกระทบที่เป็นพิษของออกซิเจนต่อตัวเร่งปฏิกิริยา และปรับปรุงประสิทธิภาพปฏิกิริยาได้

ปฏิกิริยาที่อุณหภูมิสูง: ภายใต้สภาวะปฏิกิริยาที่อุณหภูมิสูง เช่น ไพโรไลซิส การเผา และกระบวนการปฏิกิริยาอื่นๆ สามารถใช้ก๊าซเฉื่อยเพื่อเจือจางออกซิเจนและไอน้ำ ลดความดันบางส่วนของออกซิเจนของระบบปฏิกิริยา ลดความเป็นไปได้ของปฏิกิริยาออกซิเดชัน และปกป้องปฏิกิริยา ผลิตภัณฑ์จากปฏิกิริยาออกซิเดชั่นหรือไฮโดรไลซิส

 

ก๊าซเฉื่อยหมายถึงก๊าซชนิดหนึ่งที่มีคุณสมบัติทางเคมีที่เสถียรมากและทำปฏิกิริยากับสารอื่นได้ยาก

 

ฮีเลียม (เขา)

ลักษณะเฉพาะ: ฮีเลียมเป็นก๊าซที่มีมากที่สุดในจักรวาล และปริมาณในชั้นบรรยากาศของโลกมีน้อยมาก ฮีเลียมเป็นก๊าซที่มีอะตอมเดี่ยว เป็นก๊าซเฉื่อยที่เบาที่สุด ไม่มีสี ไม่มีกลิ่น ไม่เป็นพิษ และมีความหนาแน่นต่ำมาก มีค่าการนำความร้อนและค่าการนำไฟฟ้าสูง

ประเภทปฏิกิริยา: เนื่องจากมีความเสถียรมาก จึงแทบไม่เกิดปฏิกิริยาใดๆ และส่วนใหญ่จะใช้สำหรับการป้องกันก๊าซ เทคโนโลยีเลเซอร์ และการพองตัวของบอลลูน

 

นีออน (เน)

คุณสมบัติ: นีออนเป็นก๊าซไม่มีสี ไม่มีกลิ่น และไม่เป็นพิษ ซึ่งเป็นก๊าซหายากที่มีความหนาแน่นต่ำ เมื่อคายประจุแล้วจะปล่อยแสงสีส้มแดง และมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในไฟนีออน

ประเภทปฏิกิริยา: นีออนยังเป็นก๊าซที่เสถียรมากและไม่มีส่วนร่วมในปฏิกิริยาเคมีส่วนใหญ่ เนื่องจากมีพลังงานไอออไนเซชันสูง จึงสามารถใช้ในการผลิตท่อระบายและเลเซอร์ได้

 

อาร์กอน (อาร์)

• ลักษณะเฉพาะ: อาร์กอนเป็นก๊าซไม่มีสี ไม่มีกลิ่น และไม่เป็นพิษ มีความหนาแน่นสูง จะปล่อยแสงสีฟ้าเมื่อคายประจุ และมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในแหล่งกำเนิดแสงและการเชื่อม
• ประเภทของปฏิกิริยา: อาร์กอนยังเป็นก๊าซที่เสถียรซึ่งไม่ง่ายที่จะทำปฏิกิริยากับสารอื่น มักใช้เป็นบรรยากาศเฉื่อย ก๊าซป้องกัน และก๊าซทำความเย็นในเครื่องปฏิกรณ์แก้ว เพื่อให้การป้องกันและควบคุมสภาวะของปฏิกิริยา

 

ไนโตรเจน (N2)

• คุณลักษณะเด่น: ไนโตรเจนเป็นองค์ประกอบที่มีมากที่สุดชนิดหนึ่งในอากาศ ดังนั้นจึงค่อนข้างง่ายในการรับและใช้งาน ความบริสุทธิ์ยังสามารถเข้าถึงระดับสูงได้ด้วยการบำบัดและการทำให้บริสุทธิ์อย่างเหมาะสม เพื่อให้แน่ใจว่ามีบรรยากาศเฉื่อยที่ดี เมื่อเปรียบเทียบกับก๊าซเฉื่อยอื่นๆ เช่น ฮีเลียม นีออน อาร์กอน และคริปทอน ต้นทุนของไนโตรเจนต่ำกว่า ซึ่งทำให้เป็นทางเลือกทั่วไปในการใช้งานในห้องปฏิบัติการขนาดใหญ่และทางอุตสาหกรรม โดยทั่วไปจะค่อนข้างเสถียร และไม่มีการรบกวนที่ชัดเจนในปฏิกิริยาเคมีส่วนใหญ่
• ประเภทของปฏิกิริยา: ในเครื่องปฏิกรณ์แก้ว สามารถใช้ไนโตรเจนเพื่อกำจัดออกซิเจนและไอน้ำออกจากอากาศเพื่อสร้างสภาพแวดล้อมที่ปราศจากออกซิเจนหรือภาวะขาดออกซิเจน สิ่งนี้มีประโยชน์ในการปกป้องสารที่ทำปฏิกิริยาจากการเกิดออกซิเดชันหรือการไฮโดรไลซิส และปรับปรุงผลผลิตและความสามารถในการเลือกสรรในการสังเคราะห์สารอินทรีย์และปฏิกิริยาตัวเร่งปฏิกิริยาบางอย่าง นอกจากนี้ ไนโตรเจนยังสามารถใช้เพื่อควบคุมอุณหภูมิของปฏิกิริยาและปรับอัตราการเกิดปฏิกิริยาโดยการทำความเย็นหรือการให้ความร้อน

 

คริปตัน (Kr)

• ลักษณะเฉพาะ: คริปทอนเป็นก๊าซหายาก ไม่มีสี ไม่มีกลิ่น และไม่เป็นพิษ มีความหนาแน่นสูง มันจะเรืองแสงสีเหลืองเขียวเมื่อปล่อยออกมา ประกอบด้วยปริมาณเล็กน้อยในบรรยากาศและสามารถแยกออกจากอากาศของเหลวได้ด้วยการแยกส่วน หลอดไฟที่ฉีดคริปทอนเป็นแหล่งกำเนิดแสงที่สว่างมาก ซึ่งมักใช้ทำหลอดฟลูออเรสเซนต์
• ประเภทของปฏิกิริยา: คริปทอนยังเป็นก๊าซเสถียรซึ่งไม่ง่ายที่จะมีส่วนร่วมในปฏิกิริยาเคมี ส่วนใหญ่จะใช้สำหรับเติมหลอดปล่อยก๊าซ เลเซอร์ และอุปกรณ์เกี่ยวกับแสง

 

ซีนอน (Xe)

• ลักษณะเด่น: ซีนอนเป็นก๊าซไม่มีสี ไม่มีกลิ่น และไม่เป็นพิษ มีความหนาแน่นสูง มันจะปล่อยแสงสีน้ำเงินถึงสีเขียวเมื่อคายประจุ มันมีอยู่ในอากาศ (ประมาณ 0.0087 มิลลิลิตรซีนอนต่ออากาศ 100 ลิตร) และยังอยู่ในก๊าซของน้ำพุร้อนด้วย แยกจากอากาศของเหลวด้วยคริปทอน
• ประเภทของปฏิกิริยา: ซีนอนยังเป็นก๊าซที่เสถียรซึ่งไม่ง่ายที่จะทำปฏิกิริยากับสารอื่น มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในหลอดปล่อยก๊าซและเทคโนโลยีเลเซอร์ และยังสามารถใช้ในการวิจัยทางการแพทย์และวิทยาศาสตร์อีกด้วย

 

เรดอน (Rn)

• ลักษณะเฉพาะ: เรดอนเป็นก๊าซไม่มีสี ไม่มีกลิ่น และเป็นพิษ มีความหนาแน่นสูง เป็นก๊าซกัมมันตภาพรังสีซึ่งมักมีอยู่ในดิน น้ำ และอากาศ เนื่องจากกัมมันตภาพรังสีจึงมีครึ่งชีวิตสั้น
• ประเภทของปฏิกิริยา: เรดอนไม่เหมาะสำหรับปฏิกิริยาเคมีเนื่องจากความไม่เสถียรและกัมมันตภาพรังสี เรดอนส่วนใหญ่จะใช้สำหรับการรักษาด้วยรังสีและการวิจัยทางวิทยาศาสตร์

ปัญหาด้านความปลอดภัยที่ควรคำนึงถึงเมื่อใช้ก๊าซเฉื่อยเป็นก๊าซแวดล้อมของกาต้มน้ำปฏิกิริยาแก้ว

 

1. ป้องกันไม่ให้ความเข้มข้นของออกซิเจนสูงเกินไป: หน้าที่หลักของก๊าซเฉื่อยคือการดึงออกซิเจนออกจากอากาศเพื่อปกป้องสารที่ทำปฏิกิริยา อย่างไรก็ตาม หากก๊าซเฉื่อยที่ใช้ไม่เพียงพอหรือรั่วไหล ความเข้มข้นของออกซิเจนในเครื่องปฏิกรณ์อาจเพิ่มขึ้น ความเข้มข้นของออกซิเจนสูงอาจเพิ่มความเสี่ยงต่อการระเบิดหรือไฟไหม้ ดังนั้นในกระบวนการดำเนินการ เราควรตรวจสอบให้แน่ใจว่ามีก๊าซเฉื่อยเพียงพอ และตรวจสอบและบำรุงรักษาระบบจ่ายก๊าซอย่างสม่ำเสมอ

2. ประสิทธิภาพการซีลและการรั่วซึม: สิ่งสำคัญมากคือต้องมั่นใจถึงประสิทธิภาพการปิดผนึกที่ดีของเครื่องปฏิกรณ์แก้วแบบ Jacket การรั่วไหลใดๆ อาจนำไปสู่การสูญเสียก๊าซเฉื่อย ซึ่งส่งผลต่อกระบวนการทำปฏิกิริยา ตรวจสอบและบำรุงรักษาอุปกรณ์ปิดผนึกของกาต้มน้ำปฏิกิริยาเป็นประจำเพื่อให้มั่นใจถึงประสิทธิภาพการปิดผนึกที่ดีและซ่อมแซมปัญหาการรั่วไหลได้ทันเวลา

3. การกำจัดออกซิเจนและการระบายอากาศ: การใช้ก๊าซเฉื่อยในเครื่องปฏิกรณ์แก้วมีวัตถุประสงค์เพื่อกำจัดออกซิเจนออกจากอากาศ ก่อนใช้ก๊าซเฉื่อย ตรวจสอบให้แน่ใจว่าอากาศในเครื่องปฏิกรณ์ถูกกำจัดออกไปหมดแล้ว และสร้างระบบระบายอากาศที่เหมาะสมเพื่อป้องกันไม่ให้ออกซิเจนกลับเข้าไปในเครื่องปฏิกรณ์ ในระหว่างการทำงาน ตรวจสอบให้แน่ใจว่าอุปกรณ์ระบายอากาศทำงานตามปกติเพื่อรักษาองค์ประกอบก๊าซของสภาพแวดล้อมการเกิดปฏิกิริยาให้คงที่

4. การควบคุมแรงดันแก๊ส: ทั้งการจ่ายและการปล่อยก๊าซเฉื่อยจำเป็นต้องควบคุมแรงดันแก๊ส แรงดันแก๊สสูงหรือต่ำเกินไปอาจทำให้เกิดปัญหาด้านความปลอดภัยหรือการเบี่ยงเบนของสภาวะปฏิกิริยา ใช้อุปกรณ์ควบคุมแรงดันและอุปกรณ์ตรวจสอบที่เหมาะสมเพื่อควบคุมแรงดันของก๊าซเฉื่อยและให้แน่ใจว่าอยู่ภายในช่วงที่เหมาะสมเสมอ

5. ป้องกันการสะสมของก๊าซเฉื่อย: ในกระบวนการใช้ก๊าซเฉื่อยจำเป็นต้องหลีกเลี่ยงการสะสมของก๊าซเฉื่อยในพื้นที่ปิด การสะสมของก๊าซเฉื่อยอาจทำให้เกิดอันตรายจากภาวะขาดออกซิเจนและการหายใจไม่ออก ดังนั้นในกระบวนการดำเนินการจึงจำเป็นต้องมีการระบายอากาศและการไหลของอากาศอย่างเพียงพอเพื่อหลีกเลี่ยงการสะสมของก๊าซเฉื่อย

 

ความรู้อื่นๆ เกี่ยวกับเครื่องปฏิกรณ์แก้วเคมีในห้องปฏิบัติการ เรายินดีที่จะสื่อสารกับคุณผ่านsales@achievechem.com