Cooling bath
کولنگ باتھ یا آئس باتھ، لیبارٹری کیمسٹری کے عمل میں، ایک مائع مرکب ہے جو کم درجہ حرارت کو برقرار رکھنے کے لیے استعمال ہوتا ہے، عام طور پر 13 ڈگری سیلسیس اور −196 ڈگری سیلسیس کے درمیان۔ یہ کم درجہ حرارت آستین کے بعد مائع جمع کرنے، گھومنے والے بخارات کا استعمال کرتے ہوئے سالوینٹس کو ہٹانے، یا کمرے کے درجہ حرارت سے نیچے کیمیائی رد عمل انجام دینے کے لیے استعمال ہوتے ہیں (دیکھیں حرکی کنٹرول)۔ کولنگ باتھ عام طور پر دو اقسام میں سے ایک ہوتے ہیں: (a) ٹھنڈا سیال (خاص طور پر مائع نائٹروجن، پانی، یا یہاں تک کہ ہوا)-لیکن عام طور پر یہ اصطلاح (b) 3 اجزاء کے مرکب سے مراد ہے: (1) کولنگ ایجنٹ (جیسے خشک برف یا برف) ؛ (2) مائع "کیریئر" (جیسے مائع پانی، ایتھلین گلائکول، ایسیٹون وغیرہ۔ )، جو غسل اور برتن کے درمیان حرارت منتقل کرتا ہے ؛ (3) ٹھوس/مائع نظام کے پگھلنے کے مقام کو دبانے کے لیے ایک اضافی۔ اس کی ایک واقف مثال آئس کریم کو منجمد کرنے کے لیے آئس/راک نمک کے مرکب کا استعمال ہے۔ نمک کا اضافہ پانی کے منجمد ہونے والے درجہ حرارت کو کم کرتا ہے، جس سے صرف برف کے ساتھ حاصل ہونے والے کم سے کم درجہ حرارت کو کم کیا جاتا ہے۔ مخلوط سالوینٹ کولنگ باتھ سالوینٹس کو ملانے سے متغیر منجمد پوائنٹس کے ساتھ کولنگ باتھ بنتے ہیں۔ تقریبا −78 °C اور −17 °C کے درمیان درجہ حرارت کو کولینٹ کو ایتھلین گلائکول اور ایتھنول کے مرکب میں رکھ کر برقرار رکھا جا سکتا ہے، جبکہ میتھینول اور پانی کے مرکب −128 °C سے 0 °C درجہ حرارت کی حد تک پھیلے ہوتے ہیں۔ خشک برف −78 ڈگری سیلسیس پر گرتی ہے، جبکہ مائع نائٹروجن ٹھنڈے غسل کے لیے استعمال ہوتا ہے۔ جیسے جیسے پانی یا ایتھلین گلائکول مرکب سے باہر نکلتا ہے، ایتھنول/میتھانول کا ارتکاز بڑھتا ہے۔ یہ ایک نئے، کم منجمد مقام کی طرف لے جاتا ہے۔ خشک برف کے ساتھ، یہ غسل کبھی بھی ٹھوس طور پر منجمد نہیں ہوں گے، کیونکہ خالص میتھانول اور ایتھنول دونوں −78 °C (بالترتیب −98 °C اور −114 °C) سے نیچے منجمد ہو جاتے ہیں۔ روایتی کولنگ باتھ سے متعلق، سالوینٹ مرکب وسیع درجہ حرارت کی حد کے لیے موافقت پذیر ہوتے ہیں۔ اس کے علاوہ، ضروری سالوینٹس روایتی غسل خانوں میں استعمال ہونے والے سالوینٹس کے مقابلے میں سستے اور کم زہریلے ہوتے ہیں۔ روایتی کولنگ باتھ پانی اور برف کے غسل برف اور پانی کے غسل سے درجہ حرارت 0 ڈگری سیلسیس برقرار رہے گا، کیونکہ پانی کا پگھلنے کا نقطہ 0 ڈگری سیلسیس ہے۔ تاہم، سوڈیم کلورائڈ جیسے نمک کو شامل کرنے سے منجمد پوائنٹ ڈپریشن کی خاصیت کے ذریعے درجہ حرارت کم ہو جائے گا۔ اگرچہ عین مطابق درجہ حرارت پر قابو پانا مشکل ہو سکتا ہے، لیکن نمک اور برف کے وزن کا تناسب درجہ حرارت کو متاثر کرتا ہے:-10°C کو کیلشیم کلورائڈ ہیمی ہائیڈریٹ اور برف کے 1:2.5 بڑے پیمانے کے تناسب سے حاصل کیا جا سکتا ہے۔ - 20 ڈگری سیلسیس کو برف کے ساتھ سوڈیم کلورائد کے 1:3 بڑے پیمانے کے تناسب سے حاصل کیا جا سکتا ہے۔ خشک برف کا غسل −78 ڈگری سیلسیس پر چونکہ خشک برف −78 ڈگری سیلسیس پر شاندار ہوگی، اس لیے ایسیٹون/خشک برف جیسے مرکب −78 ڈگری سیلسیس کو برقرار رکھیں گے۔ نیز، محلول منجمد نہیں ہوگا کیونکہ ایسیٹون کو منجمد ہونا شروع کرنے کے لیے تقریبا −93 °C درجہ حرارت کی ضرورت ہوتی ہے۔ لہذا، کم منجمد نقطہ والے دیگر مائع (پینٹین: −95 °C، آئسوپروپائل الکحل: −89 °C) بھی غسل کو −78 °C پر برقرار رکھنے کے لیے استعمال کیے جا سکتے ہیں۔ −77° سیلسیس سے اوپر خشک برف کے غسل −77° سیلسیس سے اوپر درجہ حرارت کو برقرار رکھنے کے لیے، −77° سیلسیس سے اوپر منجمد نقطہ والا سالوینٹ استعمال کیا جانا چاہیے۔ جب ایسیٹونیٹریل میں خشک برف شامل کی جائے گی تو غسل ٹھنڈا ہونا شروع ہو جائے گا۔ ایک بار جب درجہ حرارت-41 ڈگری سیلسیس تک پہنچ جاتا ہے، تو ایسیٹونیٹریل منجمد ہو جائے گا۔ لہذا، پورے مرکب کو منجمد کرنے سے بچنے کے لیے خشک برف کو آہستہ آہستہ شامل کرنا چاہیے۔ ان صورتوں میں، غسل کا درجہ حرارت −55°C اسی طرح کے منجمد نقطہ والے سالوینٹ کا انتخاب کرکے حاصل کیا جا سکتا ہے (n-octane −56°C پر جم جاتا ہے)۔ مائع نائٹروجن غسل −196 °C سے اوپر مائع نائٹروجن غسل اسی خیال کی پیروی کرتے ہیں جیسے خشک برف کے غسل۔ ایتھنول میں مائع نائٹروجن کو آہستہ آہستہ شامل کرکے −115 °C کا درجہ حرارت برقرار رکھا جا سکتا ہے جب تک کہ یہ منجمد ہونا شروع نہ ہو جائے (−116 °C پر)۔ پانی/برف کے متبادل پانی اور برف پر مبنی غسل خانوں میں، نل کا پانی عام طور پر رسائی میں آسانی اور الٹرا پیور پانی کے استعمال کے زیادہ اخراجات کی وجہ سے استعمال ہوتا ہے۔ تاہم، نل کے پانی سے حاصل ہونے والا نل کا پانی اور برف حیاتیاتی اور کیمیائی نمونوں کو آلودہ کر سکتے ہیں۔ اس سے بہت سے موصل شدہ آلات پیدا ہوئے ہیں جن کا مقصد پانی یا برف کے استعمال کے بغیر برف کے غسل کی طرح ٹھنڈک یا منجمد کرنے کا اثر پیدا کرنا ہے۔ حفاظتی سفارشات امریکن کیمیکل سوسائٹی نوٹ کرتی ہے کہ کولنگ باتھ میں استعمال ہونے والے مثالی نامیاتی سالوینٹس میں درج ذیل خصوصیات ہیں: غیر زہریلے بخارات۔ کم چپچپا پن۔ غیر آتش گیر۔ کم اتار چڑھاؤ۔ مناسب منجمد نقطہ۔ بعض صورتوں میں، ایک سادہ متبادل خطرات کو کم کرتے ہوئے تقریبا ایک جیسے نتائج دے سکتا ہے۔ مثال کے طور پر، ایسیٹون کے بجائے 2-پروپینول میں خشک برف کا استعمال تقریبا یکساں درجہ حرارت پیدا کرتا ہے لیکن ایسیٹون کی اتار چڑھاؤ سے بچتا ہے (نیچے دیکھیں)۔ یہ بھی دیکھیں کولنگ باتھ کی فہرست پمپ ایبل آئس ٹیکنالوجی حوالہ جات مزید پڑھنا بیرونی لنکس لیبارٹری تکنیک کریوجینکس کولنگ ٹیکنالوجی