Cooling bath
कूलिंग बाथ या बर्फ स्नान, प्रयोगशाला रसायन विज्ञान अभ्यास में, एक तरल मिश्रण है जिसका उपयोग कम तापमान बनाए रखने के लिए किया जाता है, आमतौर पर 13 डिग्री सेल्सियस और-196 डिग्री सेल्सियस के बीच। इन कम तापमानों का उपयोग आसवन के बाद तरल पदार्थ एकत्र करने के लिए, एक घूर्णन बाष्पीकरणक का उपयोग करके विलायकों को हटाने के लिए, या कमरे के तापमान से नीचे एक रासायनिक प्रतिक्रिया करने के लिए किया जाता है (गतिज नियंत्रण देखें)। कूलिंग बाथ आम तौर पर दो प्रकारों में से एक होते हैंः (ए) एक ठंडा तरल पदार्थ (विशेष रूप से तरल नाइट्रोजन, पानी, या यहां तक कि हवा)-लेकिन आमतौर पर यह शब्द (बी) 3 घटकों के मिश्रण को संदर्भित करता हैः (1) एक शीतलन एजेंट (जैसे सूखी बर्फ या बर्फ); (2) एक तरल "वाहक" (जैसे तरल पानी, एथिलीन ग्लाइकोल, एसीटोन, आदि)। ), जो स्नान और पात्र के बीच गर्मी स्थानांतरित करता है; (3) ठोस/तरल प्रणाली के पिघलने बिंदु को कम करने के लिए एक योजक। इसका एक परिचित उदाहरण आइसक्रीम को फ्रीज करने के लिए बर्फ/चट्टान-नमक मिश्रण का उपयोग है। नमक मिलाने से पानी का जमने वाला तापमान कम हो जाता है, जिससे केवल बर्फ से प्राप्त न्यूनतम तापमान कम हो जाता है। मिश्रित-विलायक शीतलन स्नान विलायकों के मिश्रण से परिवर्तनशील हिमांक के साथ शीतलन स्नान बनता है। लगभग-78 डिग्री सेल्सियस और-17 डिग्री सेल्सियस के बीच का तापमान शीतलक को एथिलीन ग्लाइकोल और इथेनॉल के मिश्रण में रखकर बनाए रखा जा सकता है, जबकि मेथनॉल और पानी के मिश्रण-128 डिग्री सेल्सियस से 0 डिग्री सेल्सियस तापमान सीमा तक फैले हुए हैं। सूखी बर्फ-78 डिग्री सेल्सियस पर कम होती है, जबकि तरल नाइट्रोजन का उपयोग ठंडे स्नान के लिए किया जाता है। जैसे-जैसे पानी या एथिलीन ग्लाइकोल मिश्रण से बाहर निकलता है, इथेनॉल/मेथनॉल की सांद्रता बढ़ जाती है। यह एक नए, कम हिमांक बिंदु की ओर ले जाता है। सूखी बर्फ के साथ, ये स्नान कभी भी ठोस नहीं जमेंगे, क्योंकि शुद्ध मेथनॉल और इथेनॉल दोनों-78 डिग्री सेल्सियस (क्रमशः-98 डिग्री सेल्सियस और-114 डिग्री सेल्सियस) से नीचे जम जाते हैं। पारंपरिक शीतलन स्नान के सापेक्ष, विलायक मिश्रण एक विस्तृत तापमान सीमा के लिए अनुकूलनीय हैं। इसके अलावा, आवश्यक विलायक पारंपरिक स्नान में उपयोग किए जाने वाले विलायकों की तुलना में सस्ते और कम विषाक्त होते हैं। पारंपरिक शीतलन स्नान पानी और बर्फ स्नान बर्फ और पानी के स्नान से तापमान 0 डिग्री सेल्सियस बना रहेगा, क्योंकि पानी का पिघलने का बिंदु 0 डिग्री सेल्सियस है। हालांकि, सोडियम क्लोराइड जैसे नमक को मिलाने से हिमांक-बिंदु अवसाद के गुण के माध्यम से तापमान कम हो जाएगा। यद्यपि सटीक तापमान को नियंत्रित करना कठिन हो सकता है, बर्फ के लिए नमक का वजन अनुपात तापमान को प्रभावित करता हैः-10 डिग्री सेल्सियस को बर्फ के लिए कैल्शियम क्लोराइड हेमिहाइड्रेट के 1:2.5 द्रव्यमान अनुपात के साथ प्राप्त किया जा सकता है। - 20 डिग्री सेल्सियस को बर्फ के लिए सोडियम क्लोराइड के 1:3 द्रव्यमान अनुपात से प्राप्त किया जा सकता है। चूंकि सूखी बर्फ-78 डिग्री सेल्सियस पर चमकती है, इसलिए एसीटोन/सूखी बर्फ जैसे मिश्रण-78 डिग्री सेल्सियस बनाए रखेंगे। इसके अलावा, घोल जम नहीं जाएगा क्योंकि एसीटोन को जमने के लिए लगभग-93 डिग्री सेल्सियस के तापमान की आवश्यकता होती है। इसलिए, कम हिमांक बिंदु वाले अन्य तरल पदार्थों (पेंटेनः-95 डिग्री सेल्सियस, आइसोप्रोपाइल अल्कोहलः-89 डिग्री सेल्सियस) का भी उपयोग स्नान को-78 डिग्री सेल्सियस पर बनाए रखने के लिए किया जा सकता है। - 77 डिग्री सेल्सियस से ऊपर सूखे बर्फ के स्नान-77 डिग्री सेल्सियस से ऊपर तापमान बनाए रखने के लिए,-77 डिग्री सेल्सियस से ऊपर हिमांक बिंदु वाले विलायक का उपयोग किया जाना चाहिए। जब एसीटोनिट्राइल में सूखी बर्फ मिलाई जाती है, तो स्नान ठंडा होना शुरू हो जाएगा। एक बार जब तापमान-41 डिग्री सेल्सियस तक पहुंच जाता है, तो एसीटोनिट्राइल जम जाएगा। इसलिए, पूरे मिश्रण को जमने से बचाने के लिए सूखी बर्फ को धीरे-धीरे मिलाया जाना चाहिए। इन मामलों में, समान हिमांक बिंदु (एन-ऑक्टेन-56 डिग्री सेल्सियस पर जम जाता है) वाले विलायक का चयन करके-55 डिग्री सेल्सियस का स्नान तापमान प्राप्त किया जा सकता है। - 196 डिग्री सेल्सियस से ऊपर के तरल-नाइट्रोजन स्नान शुष्क-बर्फ स्नान के समान विचार का पालन करते हैं। इथेनॉल में तरल नाइट्रोजन को धीरे-धीरे मिलाकर −115 डिग्री सेल्सियस के तापमान को तब तक बनाए रखा जा सकता है जब तक कि यह जमना शुरू नहीं हो जाता (−116 डिग्री सेल्सियस पर)। पानी/बर्फ के विकल्प पानी और बर्फ आधारित स्नान में, नल के पानी का उपयोग आमतौर पर पहुंच में आसानी और अल्ट्रा प्योर पानी का उपयोग करने की उच्च लागत के कारण किया जाता है। हालांकि, नल का पानी और नल के पानी से प्राप्त बर्फ जैविक और रासायनिक नमूनों के लिए दूषित हो सकता है। इसने कई इन्सुलेटेड उपकरणों का निर्माण किया है जिसका उद्देश्य पानी या बर्फ के उपयोग के बिना बर्फ के स्नान के समान शीतलन या हिमांक प्रभाव पैदा करना है। सुरक्षा अनुशंसाएँ द अमेरिकन केमिकल सोसाइटी नोट करती है कि शीतलन स्नान में उपयोग करने के लिए आदर्श कार्बनिक सॉल्वैंट्स में निम्नलिखित विशेषताएं होती हैंः नॉनटॉक्सिक वाष्प। कम चिपचिपाहट। गैर-ज्वलनशीलता। कम अस्थिरता। उपयुक्त हिमांक बिंदु। कुछ मामलों में, एक साधारण प्रतिस्थापन जोखिम को कम करते हुए लगभग समान परिणाम दे सकता है। उदाहरण के लिए, एसीटोन के बजाय 2-प्रोपेनॉल में सूखी बर्फ का उपयोग करने से लगभग समान तापमान प्राप्त होता है लेकिन एसीटोन की अस्थिरता से बचा जाता है (नीचे देखें)। कूलिंग बाथ की सूची भी देखें पम्प करने योग्य बर्फ प्रौद्योगिकी संदर्भ आगे पढ़ने के लिए बाहरी लिंक प्रयोगशाला तकनीक क्रायोजेनिक्स कूलिंग तकनीक