Opis.
Mieszadło magnetyczne lub mikser magnetyczny to urządzenie laboratoryjne wykorzystujące wirujące pole magnetyczne, które powoduje, że pręt mieszający (lub pchła) zanurzony w cieczy obraca się bardzo szybko, mieszając ją. Jest ono stosowane w chemii i biologii, gdzie inne formy mieszania, takie jak mieszadła z napędem silnikowym i pręty mieszające, mogą nie być możliwe do zastosowania. Mieszanie magnetyczne jest szeroko stosowaną metodą mieszania i mieszania w ciekłych mediach. Proces ten może być stosowany w szerokim zakresie temperatur i praktycznie z każdym środkiem chemicznym, a także w systemach otwartych i zamkniętych, pod ciśnieniem lub próżnią.
Zastosowanie.
Mieszadła magnetyczne są często stosowane w chemii i biologii, gdzie mogą być używane do mieszania hermetycznie zamkniętych naczyń lub systemów bez potrzeby stosowania skomplikowanych uszczelnień obrotowych. Są one preferowane w stosunku do mieszadeł napędzanych silnikiem zębatym, ponieważ są cichsze, bardziej wydajne i nie mają ruchomych części zewnętrznych, które mogłyby ulec uszkodzeniu lub zużyciu (poza samym magnesem sztabkowym). Mieszadła magnetyczne dobrze sprawdzają się w szklanych naczyniach powszechnie stosowanych w reakcjach chemicznych, ponieważ szkło nie wpływa znacząco na pole magnetyczne. Ograniczony rozmiar pręta oznacza, że mieszadła magnetyczne mogą być używane tylko do stosunkowo małych eksperymentów, o pojemności 4 litrów lub mniejszej. Pręty mieszające mają również trudności w radzeniu sobie z lepkimi cieczami lub gęstymi zawiesinami. W przypadku większych objętości lub bardziej lepkich cieczy zwykle potrzebny jest jakiś rodzaj mieszania mechanicznego (np. mieszadło górne). W chemii syntetycznej, połączone mieszadło magnetyczne/grzałka, wyposażone we wbudowany mechanizm kontroli temperatury i sondę temperatury, jest powszechnie stosowane z łaźnią grzewczą (zwykle olej, piasek lub niskotopliwy metal) lub łaźnią chłodzącą (zwykle woda, lód lub ciecz organiczna zmieszana z ciekłym azotem lub suchym lodem jako chłodziwem), umożliwiając utrzymywanie naczyń reakcyjnych umieszczonych w łaźni w temperaturach od około -120 do 250 °C.
W procesie produkcji leków
Z reguły mieszadła magnetyczne są stosowane w większości syntez na małą skalę o objętości 5 ml-1 L (do 4 litrów). Jest to najczęściej używany sprzęt laboratoryjny i może być używany do większości mieszania syntez.
Przykładowo, mieszadła magnetycznego należy używać na niemal każdym etapie syntezy MDMA:
Rozpuść 33 ml izosafrolu w 51 ml DCM. Dodaj to powoli do kwasu nadoctowego i pozwól, aby temperatura nie wzrosła powyżej 40 * C. Kolbę należy umieścić na mieszadle magnetycznym w łaźni lodowej. Po dodaniu wszystkich składników pozwól, aby łaźnia lodowa sama osiągnęła temperaturę pokojową i pozostaw ją na noc do wymieszania, z folią na wierzchu kolby. Kolor zmieni się z żółtego na pomarańczowy do głębokiej czerwieni, oddestyluj DCM i oddestyluj kwas octowy. Pozostanie ciemny, gęsty syrop.
Do syntezy innych fenyloetyloamin, takich jak 2C-B, DOM, MDA, MESCALINE, TMA, należy zastosować mieszanie. Najlepszym wyborem jest mieszadło magnetyczne:
Biały olej, 27,6 g, rozpuszczono w 50 ml H2O zawierającego 7,0 g kwasu octowego. Ten klarowny roztwór energicznie mieszano i potraktowano 20 ml stężonego HCl. Natychmiast powstała bezwodna sól chlorowodorku 2,5-dimetoksy-4-bromofenyloetyloaminy (2C-B).
Zawiesinę 9,5 g LAH w 750 ml dobrze mieszanego bezwodnego Et2O utrzymywano w temperaturze wrzenia pod obojętną atmosferą, przy czym powrót skroplonego rozpuszczalnika przechodził przez gilzę Soxhleta zawierającą 9,5 g 1-(2,5-dimetoksy-4-metylofenylo)-2-nitropropenu. Po zakończeniu dodawania nitrostyrenu, mieszaną zawiesinę utrzymywano w temperaturze wrzenia przez dodatkowe 4 godziny, a następnie schłodzono do temperatury pokojowej i pozostawiono do dalszego mieszania przez noc.
W syntezie mefedronu należy użyć tego sprzętu w następnym etapie:
Aby zapobiec wrzeniu roztworu, należy dodawać aminę metylową cienkim strumieniem z lejka wkraplającego lub podzielić dodawanie aminy metylowej na 2-3 części i wlewać w równych porcjach przy umiarkowanym mieszaniu bez rozpryskiwania. Po dodaniu całej aminy metylowej mieszać przez dwie godziny w temperaturze 40°C.
Przykładowo, mieszadła magnetycznego należy używać na niemal każdym etapie syntezy MDMA:
Rozpuść 33 ml izosafrolu w 51 ml DCM. Dodaj to powoli do kwasu nadoctowego i pozwól, aby temperatura nie wzrosła powyżej 40 * C. Kolbę należy umieścić na mieszadle magnetycznym w łaźni lodowej. Po dodaniu wszystkich składników pozwól, aby łaźnia lodowa sama osiągnęła temperaturę pokojową i pozostaw ją na noc do wymieszania, z folią na wierzchu kolby. Kolor zmieni się z żółtego na pomarańczowy do głębokiej czerwieni, oddestyluj DCM i oddestyluj kwas octowy. Pozostanie ciemny, gęsty syrop.
Do syntezy innych fenyloetyloamin, takich jak 2C-B, DOM, MDA, MESCALINE, TMA, należy zastosować mieszanie. Najlepszym wyborem jest mieszadło magnetyczne:
Biały olej, 27,6 g, rozpuszczono w 50 ml H2O zawierającego 7,0 g kwasu octowego. Ten klarowny roztwór energicznie mieszano i potraktowano 20 ml stężonego HCl. Natychmiast powstała bezwodna sól chlorowodorku 2,5-dimetoksy-4-bromofenyloetyloaminy (2C-B).
Zawiesinę 9,5 g LAH w 750 ml dobrze mieszanego bezwodnego Et2O utrzymywano w temperaturze wrzenia pod obojętną atmosferą, przy czym powrót skroplonego rozpuszczalnika przechodził przez gilzę Soxhleta zawierającą 9,5 g 1-(2,5-dimetoksy-4-metylofenylo)-2-nitropropenu. Po zakończeniu dodawania nitrostyrenu, mieszaną zawiesinę utrzymywano w temperaturze wrzenia przez dodatkowe 4 godziny, a następnie schłodzono do temperatury pokojowej i pozostawiono do dalszego mieszania przez noc.
W syntezie mefedronu należy użyć tego sprzętu w następnym etapie:
Aby zapobiec wrzeniu roztworu, należy dodawać aminę metylową cienkim strumieniem z lejka wkraplającego lub podzielić dodawanie aminy metylowej na 2-3 części i wlewać w równych porcjach przy umiarkowanym mieszaniu bez rozpryskiwania. Po dodaniu całej aminy metylowej mieszać przez dwie godziny w temperaturze 40°C.
Budowa.
Podstawowy system składa się z dwóch elementów: magnesu miesz adła umieszczonego w cieczy i napędu magnety cznego znajdującego się na zewnątrz naczynia. Zarówno magnes mieszadła, jak i napęd magnetyczny tworzą obwód magnetyczny. Aby zapewnić bezproblemowe mieszanie cieczy o różnej lepkości, napęd magnetyczny powinien mieć szeroki zakres różnych prędkości. Dlatego tak ważna jest siła i kształt obwodu magnetycznego między magnesem mieszadła a magnesem napędu.
Magnes mieszadła jest magnesem sztabkowym otoczonym materiałem, który chroni magnes i zapobiega zanieczyszczeniu ciekłego medium.
Rdzeniem magnesu mieszadła jest zwykle Alnico V, rzadziej stosowaną alternatywą jest Samar-kobalt (rodzaje stopów magnetycznych). Ze względu na wyjątkowe właściwości chemiczne i termiczne (od -200 °C do +260 °C), politetraflouroetylen jest najbardziej preferowanym materiałem hermetyzującym. Można go łatwo przetwarzać.
Rdzeniem magnesu mieszadła jest zwykle Alnico V, rzadziej stosowaną alternatywą jest Samar-kobalt (rodzaje stopów magnetycznych). Ze względu na wyjątkowe właściwości chemiczne i termiczne (od -200 °C do +260 °C), politetraflouroetylen jest najbardziej preferowanym materiałem hermetyzującym. Można go łatwo przetwarzać.
Rodzaje prętów mieszających.
Niezbędnym akcesorium do mieszadła magnetycznego z płytą grzejną jest mieszadło magnetyczne. Nowoczesne pręty mieszające mają zewnętrzną powłokę z politetraflouroetylenu(PTFE) i zawierają silny magnes trwały wewnątrz. Pręt mieszający jest umieszczany bezpośrednio wewnątrz medium, które ma być mieszane, a naczynie zawierające medium jest umieszczane bezpośrednio na powierzchni grzewczej płyty grzejnej. Obojętna powłoka PTFE zapobiega reakcji mieszadła z medium. Na obwodzie pręta mieszającego widoczny jest pierścień obrotowy, który umożliwia swobodne obracanie pręta po umieszczeniu go na płaskiej powierzchni.
Zasadniczo trudno jest znaleźć najskuteczniejsze mieszadło magnetyczne do konkretnego zastosowania, ale ważnymi czynnikami są kształt naczynia i lepkość mieszanego medium. W szalce Petriego skuteczny będzie długi pręt mieszający przy niskiej prędkości, w naczyniu o okrągłym dnie odpowiednim wyborem będą mieszadła magnetyczne w kształcie jajka (owalne). Idealna konfiguracja to taka, w której magnes pręta mieszającego i magnes napędu mają taką samą długość i minimalną odległość między nimi.
Zasadniczo trudno jest znaleźć najskuteczniejsze mieszadło magnetyczne do konkretnego zastosowania, ale ważnymi czynnikami są kształt naczynia i lepkość mieszanego medium. W szalce Petriego skuteczny będzie długi pręt mieszający przy niskiej prędkości, w naczyniu o okrągłym dnie odpowiednim wyborem będą mieszadła magnetyczne w kształcie jajka (owalne). Idealna konfiguracja to taka, w której magnes pręta mieszającego i magnes napędu mają taką samą długość i minimalną odległość między nimi.
Zwiększenie siły magnetycznej poprzez zastosowanie magnesu SmCo może być korzystne w wielu zastosowaniach. Może to jednak mieć również negatywne konsekwencje.
Migracja:Gdy magnes mieszadła i magnes napędowy mają bardzo różne długości, magnes mieszadła może migrować do bieguna magnesu napędowego.
Siła przyciągania między magnesem napędowym a magnesem mieszadła może powodować efekt hamowania. Ze względu na nacisk magnesu mieszadła na dno zbiornika, prędkość obrotowa jest zmniejszona, a obrót może nawet zostać uniemożliwiony.
Ogólnie rzecz biorąc, nie można udzielić żadnej porady za lub przeciw określonej formie mieszadła. W razie wątpliwości pomocne może być przetestowanie różnych mieszadeł we własnych warunkach.
Drugą częścią systemu mieszania jest napęd magnetyczny, który w najprostszej formie składa się z prostego silnika indukcyjnego o regulowanej prędkości lub silnika krokowego. W niektórych przypadkach silnik posiada funkcję automatycznego cofania w celu poprawy mieszania. Zazwyczaj magnesem napędowym jest zwykły kwadratowy magnes sztabkowy, magnes w kształcie litery U lub kompozytowy magnes SSMC. Jego obrót indukuje obrót magnesu mieszadła w cieczy. Wyznaczoną prędkość można regulować za pomocą wbudowanego regulatora prędkości.
Jeśli zgubiłeś mieszadło magnetyczne i nie masz zapasowego, możesz użyć metalowego klipsa lub innego małego metalowego pręta jako mieszadła. Metalowy pręt będzie obracał się w polu magnetycznym i mieszał ciecz.
Ogólnie rzecz biorąc, nie można udzielić żadnej porady za lub przeciw określonej formie mieszadła. W razie wątpliwości pomocne może być przetestowanie różnych mieszadeł we własnych warunkach.
Drugą częścią systemu mieszania jest napęd magnetyczny, który w najprostszej formie składa się z prostego silnika indukcyjnego o regulowanej prędkości lub silnika krokowego. W niektórych przypadkach silnik posiada funkcję automatycznego cofania w celu poprawy mieszania. Zazwyczaj magnesem napędowym jest zwykły kwadratowy magnes sztabkowy, magnes w kształcie litery U lub kompozytowy magnes SSMC. Jego obrót indukuje obrót magnesu mieszadła w cieczy. Wyznaczoną prędkość można regulować za pomocą wbudowanego regulatora prędkości.
Jeśli zgubiłeś mieszadło magnetyczne i nie masz zapasowego, możesz użyć metalowego klipsa lub innego małego metalowego pręta jako mieszadła. Metalowy pręt będzie obracał się w polu magnetycznym i mieszał ciecz.
Magnetyczne mieszadło z płytą grzewczą
Mieszadła z płytą grzewczą łączą w sobie procesy mieszania i podgrzewania, umożliwiając szybsze i bardziej równomierne podgrzewanie płynnych mediów. Jeśli kiedykolwiek próbowałeś podgrzać zawiesinę bez mieszania lub próbowałeś kontrolować gwałtowne wrzenie, zrozumiesz, jak absolutnie niezbędne w laboratorium jest dobre mieszadło z płytą grzejną.
Magnetyczne mieszadło z płytą grzejną ma następujące istotne elementy: Panel sterowania z przodu z pokrętłami regulacyjnymi, gumowe lub plastikowe nóżki na spodzie w celu podniesienia urządzenia elektrycznego ponad potencjalnie wilgotną powierzchnię roboczą, przełącznik zasilania z boku (jeśli nie jest zintegrowany z pokrętłami regulacyjnymi), powierzchnię grzewczą na górze oraz przewód zasilający od dołu lub od tyłu. Drut grzewczy i wirnik znajdują się pod powierzchnią grzewczą mieszadła magnetycznego (rysunek bez skali).
W płycie grzewczej namagnesowany wirnik znajduje się pod powierzchnią grzewczą, co umożliwia interakcję urządzenia z prętem mieszającym. We wszystkich mieszadłach elektronicznych namagnesowany wirnik jest albo magnesem stałym, albo elektromagnesem. W płycie grzewczej sprzedawanej przez Verich, magnes stały znajduje się na wirniku, który obraca się swobodnie pod powierzchnią grzewczą. Magnes ten można zobaczyć w szczelinie pod powierzchnią grzewczą.
Obsługa płyty grzejnej
Po włączeniu płyty grzejnej i przymocowaniu nośnika oraz pręta mieszającego (np. za pomocą zacisku i stojaka) można rozpocząć podgrzewanie i mieszanie. Z przodu płyty grzejnej znajdują się dwa pokrętła. Są to zmienne pokrętła zarówno do podgrzewania, jak i mieszania, umożliwiające precyzyjną kontrolę nad procesem. Rozpocznij od włączenia mieszania do odpowiedniego poziomu. Zazwyczaj wystarczy to, aby górne warstwy płynu wewnątrz naczynia dokładnie wymieszały się z dolnymi warstwami. Jeśli wydaje się, że górna warstwa nie jest wystarczająco mieszana, należy zwiększyć ustawienie mieszania.
Następnie włącz ogrzewanie, obracając pokrętło ogrzewania. Może być słyszalne lekkie brzęczenie, ponieważ płyta grzewcza zwiększa natężenie prądu dostarczanego do spiral grzewczych pod powierzchnią grzewczą. Ponieważ jest to scenariusz wysokiego natężenia prądu i wysokiej temperatury, czasami dla bezpieczeństwa w urządzeniu umieszczane są ograniczniki prądu. Na przykład w płycie grzejnej Verich bezpiecznik wyłączy system grzewczy, jeśli prąd dostarczany do spiral stanie się zbyt wysoki (np. w przypadku awarii zasilania lub ekstremalnego zużycia urządzenia).
Moc grzewcza różni się w zależności od urządzenia. W zależności od wielkości płyty grzewczej, podgrzanie litra wody od temperatury pokojowej może zająć od 10 do 25 minut. Należy rozważyć wstępne zagotowanie mediów z bardziej agresywnego źródła ciepła, takiego jak palnik gazowy lub czajnik, i użycie płyty grzejnej tylko do utrzymania temperatury podczas mieszania.
Moc grzewcza różni się w zależności od urządzenia. W zależności od wielkości płyty grzewczej, podgrzanie litra wody od temperatury pokojowej może zająć od 10 do 25 minut. Należy rozważyć wstępne zagotowanie mediów z bardziej agresywnego źródła ciepła, takiego jak palnik gazowy lub czajnik, i użycie płyty grzejnej tylko do utrzymania temperatury podczas mieszania.
Dostawcy
Istnieje wiele firm produkujących i sprzedających sprzęt laboratoryjny. Wybór zależy od budżetu.Joanlab https://www.joanlab.com
IKA https://www.ika.com
Thermo Fisher Scientific https://www.thermofisher.com
Scilogex https://www.scilogex.com/
Labnet International https://www.labnetinternational.com/
Istnieje cennik mieszadeł magnetycznych z płytą grzejną i bez niej od wyżej wymienionych dostawców. Wszystkie ceny są aktualne na dzień 11.2021.
Last edited:
