콜드 트랩
Cold trap
진공 애플리케이션에서 콜드 트랩은 영구 가스를 제외한 모든 증기를 액체나 고체로 응축하는 장치다.[2] 가장 일반적인 목적은 실험에서 배출되는 증기가 진공 펌프로 유입되는 것을 방지하는 것이다. 진공 펌프는 증기를 응축하여 오염시킨다. 특히 동결건조 시와 같이 많은 양의 액체를 제거할 때 큰 콜드 트랩이 필요하다.
콜드 트랩(Cold Trap)은 유증기가 펌프에서 챔버로 유입되는 것을 방지하기 위해 냉각 표면이나 배플을 사용하는 것을 가리킨다. 이 경우 배플 또는 다수의 냉각 베인이 들어 있는 파이프의 섹션이 기존 펌핑 시스템의 입구에 부착된다. 드라이아이스 혼합물과 같은 극저온으로 배플을 냉각시키거나 전기 구동 펠티에 원소를 사용하여 배플 베인을 타격하는 유증기 분자가 응축되어 펌핑된 캐비티에서 제거된다.
적용들
작동 유체(디퓨전 펌프) 또는 윤활유(기계식 회전 펌프)로 오일을 사용하는 펌프는 진공 시스템의 오염원인 경우가 많다. 그러한 펌프의 입구에 콜드 트랩을 두면 유증기가 다시 캐비티로 유입될 위험이 크게 낮아진다.
콜드 트랩은 소형 초저온 증류/응축과 같은 진공 라인과 관련된 실험에도 사용될 수 있다. 이것은 액체 질소 같은 냉각제나 아세톤에 드라이아이스의 냉동 혼합물이나 용해점이 낮은 유사 용매의 사용을 통해 이루어진다. 액체 질소는 액체 질소가 산소를 응축하기 때문에 드라이아이스나 다른 극저온성 접근법이 원하는 가스를 응축하지 못할 때만 사용된다. 진공 라인의 산소 가스 함량 또는 진공 라인의 누출은 액체 산소가 대상 증기와 혼합되어 종종 폭발적 결과를 초래할 것이다.
더 큰 규모로 수행될 때, 이 기법을 동결 건조라고 하며, 콜드 트랩을 콘덴서라고 한다.
콜드 트랩은 또한 대기의 주요 성분(질소, 산소, 이산화탄소 및 물)을 액체 또는 고체 형태로 응축하여 하드 바쿠아를 생성하기 위해 크라이오펌프 시스템에도 사용된다.
위험
콜드 트랩을 사용하여 액체 산소(연청색 액체)를 콜드 트랩에 응축하지 않도록 주의해야 한다. 액체 산소는 잠재적으로 폭발성이 있으며, 이는 특히 용제를 가두기 위해 트랩을 사용했다면 더욱 그러하다. 액체 산소는, 예를 들어 액체 질소로 냉각했을 때와 같이, 트랩이 매우 차가울 때 펌프가 트랩을 통해 공기를 빨아들이면 콜드 트랩으로 응축될 수 있다. 산소 외에도, 반응으로 방출되는 많은 위험 가스들, 예를 들어 아황산가스와 클로로메탄은 차가운 덫으로 응축된다.
건설
콜드 트랩(그림의 C)은 일반적으로 다음 두 부분으로 구성된다. 바닥은 크고 두꺼운 원형 튜브로 유리관절(그림에 B)이 있고, 두 번째는 캡(그림에 A)이며, 또한 유리관절도 있다. 튜브의 길이는 보통 조립할 때 총 도달한 길이가 튜브 길이의 절반 정도 되도록 선택된다.
배열
캡이 진공 소스에 연결되는 동안 다운 튜브가 가스 소스에 연결되도록 콜드 트랩을 조립해야 한다.[3][4] 이를 반대로 하여 다운 튜브를 진공 선원에 연결하면 진공 흡입구가 응축수 바로 위에 위치하여 증기 위상 응축수가 (냉각되지 않은) 다운 튜브(펌프) 위로 이동하거나 트랩이 감지할 수 있는 부피까지 채워지기 시작할 경우 액체 위상 응축수가 펌프 안으로 빨려 들어갈 가능성이 증가한다.
참고 항목
참조
- ^ Errington, R. M. (1997). Advanced practical inorganic and metalorganic chemistry (Google Books excerpt). London: Blackie Academic & Professional. p. 51. ISBN 0-7514-0225-7.
- ^ Laurence M. Harwood, Christopher J. Moody (13 Jun 1989). Experimental organic chemistry: Principles and Practice (Illustrated ed.). WileyBlackwell. pp. 41–42. ISBN 978-0-632-02017-1.
- ^ 사전 형성된 콜드 트랩을 포함한 알드리히 매니폴드
- ^ "A preformed cold trap from Chemglass". Archived from the original on 2014-06-06. Retrieved 2014-06-05.
