Cooling bath
પ્રયોગશાળામાં રસાયણશાસ્ત્રની પ્રેક્ટિસમાં કૂલિંગ બાથ અથવા બરફ સ્નાન એ પ્રવાહી મિશ્રણ છે જેનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે 13 ડિગ્રી સેલ્સિયસ અને −196 ડિગ્રી સેલ્સિયસ વચ્ચે નીચા તાપમાનને જાળવવા માટે થાય છે. આ નીચા તાપમાનનો ઉપયોગ નિસ્યંદન પછી પ્રવાહી એકત્રિત કરવા, રોટરી બાષ્પીભવકનો ઉપયોગ કરીને દ્રાવકોને દૂર કરવા અથવા ઓરડાના તાપમાને નીચે રાસાયણિક પ્રતિક્રિયા કરવા માટે થાય છે (ગતિ નિયંત્રણ જુઓ). કૂલિંગ બાથ સામાન્ય રીતે બે પ્રકારોમાંથી એક છેઃ (એ) ઠંડા પ્રવાહી (ખાસ કરીને પ્રવાહી નાઇટ્રોજન, પાણી અથવા તો હવા)-પરંતુ સામાન્ય રીતે આ શબ્દ (બી) 3 ઘટકોના મિશ્રણનો ઉલ્લેખ કરે છેઃ (1) કૂલિંગ એજન્ટ (જેમ કે સૂકો બરફ અથવા બરફ); (2) પ્રવાહી "વાહક" (જેમ કે પ્રવાહી પાણી, ઇથિલિન ગ્લાયકોલ, એસિટોન, વગેરે). ), જે સ્નાન અને પાત્ર વચ્ચે ગરમીનું પરિવહન કરે છે; (3) ઘન/પ્રવાહી પ્રણાલીના ગલનબિંદુને દબાવવા માટે એક ઉમેરણ. આનું એક પરિચિત ઉદાહરણ આઈસ્ક્રીમને સ્થિર કરવા માટે બરફ/રોક-મીઠાના મિશ્રણનો ઉપયોગ છે. મીઠું ઉમેરવાથી પાણીનું ઠંડું તાપમાન ઘટે છે, માત્ર બરફ સાથે પ્રાપ્ત કરી શકાય તેવું લઘુત્તમ તાપમાન ઘટે છે. મિશ્ર-દ્રાવક શીતક સ્નાન દ્રાવકોનું મિશ્રણ પરિવર્તનશીલ ઠંડક બિંદુઓ સાથે શીતક સ્નાન બનાવે છે. ઇથિલિન ગ્લાયકોલ અને ઇથેનોલના મિશ્રણમાં શીતકને મૂકીને આશરે −78 °C અને −17 °C વચ્ચેનું તાપમાન જાળવી શકાય છે, જ્યારે મિથેનોલ અને પાણીનું મિશ્રણ −128 °C થી 0 °C તાપમાનની શ્રેણીમાં ફેલાયેલું હોય છે. સૂકો બરફ −78 °C પર નીચે પડે છે, જ્યારે પ્રવાહી નાઇટ્રોજનનો ઉપયોગ ઠંડા સ્નાન માટે થાય છે. જેમ જેમ પાણી અથવા ઇથિલિન ગ્લાયકોલ મિશ્રણમાંથી થીજી જાય છે, તેમ તેમ ઇથેનોલ/મિથેનોલની સાંદ્રતામાં વધારો થાય છે. આ એક નવા, નીચા ઠંડું બિંદુ તરફ દોરી જાય છે. સૂકા બરફ સાથે, આ સ્નાન ક્યારેય ઘન સ્થિર નહીં થાય, કારણ કે શુદ્ધ મિથેનોલ અને ઇથેનોલ બંને −78 °C (અનુક્રમે −98 °C અને −114 °C) થી નીચે સ્થિર થાય છે. પરંપરાગત ઠંડક સ્નાનના સંબંધમાં, દ્રાવક મિશ્રણ વિશાળ તાપમાન શ્રેણી માટે અનુકૂળ છે. વધુમાં, જરૂરી દ્રાવકો પરંપરાગત સ્નાનમાં ઉપયોગમાં લેવાતા કરતાં સસ્તા અને ઓછા ઝેરી હોય છે. પરંપરાગત ઠંડક સ્નાન પાણી અને બરફ સ્નાન બરફ અને પાણીનું સ્નાન તાપમાન 0 ડિગ્રી સેલ્સિયસ જાળવી રાખશે, કારણ કે પાણીનું ગલનબિંદુ 0 ડિગ્રી સેલ્સિયસ છે. જો કે, સોડિયમ ક્લોરાઇડ જેવા મીઠાને ઉમેરવાથી ફ્રીઝિંગ-પોઇન્ટ ડિપ્રેશનના ગુણધર્મ દ્વારા તાપમાનમાં ઘટાડો થશે. ચોક્કસ તાપમાનને નિયંત્રિત કરવું મુશ્કેલ હોઈ શકે છે, તેમ છતાં મીઠું અને બરફના વજનનો ગુણોત્તર તાપમાનને પ્રભાવિત કરે છેઃ-10 °C કેલ્શિયમ ક્લોરાઇડ હેમિહાઇડ્રેટ અને બરફના 1:2.5 દળ ગુણોત્તર સાથે પ્રાપ્ત કરી શકાય છે. બરફમાં સોડિયમ ક્લોરાઇડના 1:3 દળ ગુણોત્તર સાથે −20°C પ્રાપ્ત કરી શકાય છે. - 78 ડિગ્રી સેલ્સિયસ પર સૂકા બરફના સ્નાન-78 ડિગ્રી સેલ્સિયસ પર સૂકા બરફની ભવ્યતા રહેશે, એસિટોન/સૂકા બરફ જેવા મિશ્રણ-78 ડિગ્રી સેલ્સિયસ જાળવી રાખશે. ઉપરાંત, દ્રાવણ સ્થિર નહીં થાય કારણ કે એસિટોનને સ્થિર થવા માટે લગભગ −93 °C તાપમાનની જરૂર પડે છે. તેથી, નીચા ઠંડક બિંદુ (પેન્ટેનઃ −95 °C, આઇસોપ્રોપીલ આલ્કોહોલઃ −89 °C) ધરાવતા અન્ય પ્રવાહીનો ઉપયોગ પણ સ્નાનને −78 °C પર જાળવવા માટે કરી શકાય છે. - 77 ડિગ્રી સેલ્સિયસથી ઉપરના સૂકા બરફના સ્નાન −77 ડિગ્રી સેલ્સિયસથી ઉપરનું તાપમાન જાળવવા માટે, −77 ડિગ્રી સેલ્સિયસથી ઉપરના ઠંડક બિંદુવાળા દ્રાવકનો ઉપયોગ કરવો આવશ્યક છે. જ્યારે એસિટોનિટ્રાઇલમાં સૂકો બરફ ઉમેરવામાં આવે છે, ત્યારે સ્નાન ઠંડું થવાનું શરૂ કરશે. એકવાર તાપમાન-41 ડિગ્રી સેલ્સિયસ સુધી પહોંચે, ત્યારે એસિટોનિટ્રાઇલ સ્થિર થઈ જશે. તેથી, આખા મિશ્રણને ઠંડું પડતું ટાળવા માટે સૂકો બરફ ધીમે ધીમે ઉમેરવો જોઈએ. આ કિસ્સાઓમાં, સમાન ઠંડક બિંદુ (એન-ઓક્ટેન-56 ડિગ્રી સેલ્સિયસ પર થીજી જાય છે) સાથે દ્રાવક પસંદ કરીને-55 ડિગ્રી સેલ્સિયસનું સ્નાન તાપમાન પ્રાપ્ત કરી શકાય છે. - 196 ડિગ્રી સેલ્સિયસથી ઉપરના પ્રવાહી-નાઇટ્રોજન સ્નાન સૂકા-બરફના સ્નાન જેવા જ વિચારને અનુસરે છે. ઇથેનોલમાં પ્રવાહી નાઇટ્રોજન ધીમે ધીમે ઉમેરીને −115 ° સે તાપમાન જાળવી શકાય છે જ્યાં સુધી તે સ્થિર થવાનું શરૂ ન કરે (−116 ° સે પર). પાણી/બરફના વિકલ્પો પાણી અને બરફ આધારિત સ્નાનમાં, નળના પાણીનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે સુલભ પહોંચ અને અલ્ટ્રા પ્યોર પાણીનો ઉપયોગ કરવાના ઊંચા ખર્ચને કારણે થાય છે. જો કે, નળના પાણીમાંથી મેળવેલ નળનું પાણી અને બરફ જૈવિક અને રાસાયણિક નમૂનાઓ માટે દૂષિત હોઈ શકે છે. આનાથી પાણી અથવા બરફના ઉપયોગ વિના બરફના સ્નાનની જેમ જ ઠંડક અથવા ઠંડકની અસર ઊભી કરવાના હેતુથી અવાહક ઉપકરણોની સંખ્યા વધી છે. સલામતીની ભલામણો અમેરિકન કેમિકલ સોસાયટી નોંધે છે કે ઠંડક સ્નાનમાં વાપરવા માટેના આદર્શ કાર્બનિક દ્રાવકોમાં નીચેની લાક્ષણિકતાઓ છેઃ નોનટોક્સિક વરાળ. ઓછી સ્નિગ્ધતા. બિન-જ્વલનશીલતા. ઓછી વોલેટિલિટી. યોગ્ય ઠંડું બિંદુ. કેટલાક કિસ્સાઓમાં, સરળ અવેજી જોખમો ઘટાડતી વખતે લગભગ સમાન પરિણામો આપી શકે છે. ઉદાહરણ તરીકે, એસીટોનને બદલે 2-પ્રોપેનોલમાં સૂકા બરફનો ઉપયોગ કરવાથી લગભગ સમાન તાપમાન મળે છે પરંતુ એસીટોનની અસ્થિરતાને ટાળે છે (નીચે જુઓ). આ પણ જુઓ કૂલિંગ બાથની યાદી પમ્પ કરી શકાય તેવી બરફ ટેકનોલોજી સંદર્ભો વધુ વાંચન બાહ્ય કડીઓ લેબોરેટરી તકનીકો ક્રાયોજેનિક્સ કૂલિંગ ટેકનોલોજી