Descriere.
Agitatorul magnetic sau mixerul magnetic este un dispozitiv de laborator care utilizează un câmp magnetic rotativ pentru a determina o bară de agitare (sau un purice) scufundată într-un lichid să se rotească foarte repede, agitându-l astfel. Acesta este utilizat în chimie și biologie atunci când alte forme de agitare, cum ar fi agitatoarele motorizate și tijele de agitare, nu pot fi utilizate. Agitarea magnetică este o metodă utilizată pe scară largă de agitare și amestecare în medii lichide. Acest proces poate fi utilizat într-o gamă largă de temperaturi și practic cu orice agent chimic, precum și în sisteme deschise și închise, sub presiune sau vid.
Aplicații.
Agitatoarele magnetice sunt adesea utilizate în chimie și biologie, unde pot fi folosite pentru a agita vase sau sisteme închise ermetic fără a fi nevoie de garnituri rotative complicate. Acestea sunt preferate agitatoarelor motorizate cu angrenaje, deoarece sunt mai silențioase, mai eficiente și nu au părți externe mobile care să se rupă sau să se uzeze (în afară de bara magnetică simplă). Barele de agitare magnetice funcționează bine în vasele de sticlă utilizate în mod obișnuit pentru reacții chimice, deoarece sticla nu afectează în mod apreciabil un câmp magnetic. Dimensiunea limitată a barei înseamnă că agitatoarele magnetice pot fi utilizate doar pentru experimente relativ mici, de 4 litri sau mai puțin. De asemenea, barele de agitare întâmpină dificultăți în cazul lichidelor vâscoase sau al suspensiilor groase. Pentru volume mai mari sau lichide mai vâscoase, este nevoie, de obicei, de un fel de agitare mecanică (de exemplu, un agitator suspendat). În chimia sintetică, un agitator/încălzitor magnetic combinat, echipat cu un mecanism încorporat de control al temperaturii și cu o sondă de temperatură, este utilizat de obicei cu o baie de încălzire (de obicei ulei, nisip sau metal cu punct de topire scăzut) sau cu o baie de răcire (de obicei apă, gheață sau un lichid organic amestecat cu azot lichid sau gheață carbonică ca agent de răcire), permițând menținerea vaselor de reacție plasate în baie la temperaturi cuprinse între -120 °C și 250 °C.
În fabricarea medicamentelor
De regulă, agitatoarele magnetice sunt utilizate în majoritatea sintezelor la scară mică cu un volum de 5 ml-1 L (până la 4 litri). Este cel mai frecvent utilizat echipament de laborator și poate fi utilizat pentru majoritatea agitărilor de sinteză.
De exemplu, trebuie să utilizați agitatorul magnetic în aproape fiecare etapă a sintezei MDMA:
Se dizolvă 33 ml de izosafrol în 51 ml DCM. Se adaugă lent la acidul peracetic și se lasă temperatura să nu depășească 40 *C. Trebuie să puneți balonul pe un agitator magnetic într-o baie de gheață în acest timp. După ce ați adăugat totul, lăsați baia de gheață să ajungă singură la temperatura camerei și lăsați-o să se agite peste noapte, cu o folie deasupra balonului. Culoarea va trece de la galben la portocaliu la roșu intens, se va distila DCM-ul și se va distila acidul acetic. Va rămâne un sirop închis la culoare, gros.
Pentru sinteza altor feniletilamine, cum ar fi 2C-B, DOM, MDA, MESCALINA, TMA, trebuie să aplicați agitarea. Cea mai bună alegere este un agitator magnetic:
Uleiul alb, 27,6 g, a fost dizolvat în 50 mL H2O conținând 7,0 g acid acetic. Această soluție limpede a fost agitată energic și tratată cu 20 mL HCl concentrat. S-a format imediat sarea anhidră a clorhidratului de 2,5-dimetoxi-4-bromofenethylamine (2C-B).
O suspensie de 9,5 g LAH în 750 mL Et2O anhidru bine agitat a fost menținută la reflux sub o atmosferă inertă, cu întoarcerea solventului condensat trecând printr-un degetar Soxhlet conținând 9,5 g 1-(2,5-dimetoxi-4-metilfenil)-2-nitropropenă. După ce adiția de nitrotiren a fost completă, suspensia agitată a fost menținută la reflux timp de încă 4 h, apoi răcită la temperatura camerei și lăsată să continue agitarea peste noapte.
În sinteza mefedronei, trebuie să utilizați acest echipament în etapa următoare:
Pentru a preveni fierberea soluției, adăugați metilamină într-un flux subțire dintr-o pâlnie cu picături sau împărțiți adăugarea de metilamină în 2-3 părți și turnați în porții egale pe agitare moderată fără stropire. După adăugarea întregii amine metilice, se continuă agitarea timp de două ore la 40 ºC.
De exemplu, trebuie să utilizați agitatorul magnetic în aproape fiecare etapă a sintezei MDMA:
Se dizolvă 33 ml de izosafrol în 51 ml DCM. Se adaugă lent la acidul peracetic și se lasă temperatura să nu depășească 40 *C. Trebuie să puneți balonul pe un agitator magnetic într-o baie de gheață în acest timp. După ce ați adăugat totul, lăsați baia de gheață să ajungă singură la temperatura camerei și lăsați-o să se agite peste noapte, cu o folie deasupra balonului. Culoarea va trece de la galben la portocaliu la roșu intens, se va distila DCM-ul și se va distila acidul acetic. Va rămâne un sirop închis la culoare, gros.
Pentru sinteza altor feniletilamine, cum ar fi 2C-B, DOM, MDA, MESCALINA, TMA, trebuie să aplicați agitarea. Cea mai bună alegere este un agitator magnetic:
Uleiul alb, 27,6 g, a fost dizolvat în 50 mL H2O conținând 7,0 g acid acetic. Această soluție limpede a fost agitată energic și tratată cu 20 mL HCl concentrat. S-a format imediat sarea anhidră a clorhidratului de 2,5-dimetoxi-4-bromofenethylamine (2C-B).
O suspensie de 9,5 g LAH în 750 mL Et2O anhidru bine agitat a fost menținută la reflux sub o atmosferă inertă, cu întoarcerea solventului condensat trecând printr-un degetar Soxhlet conținând 9,5 g 1-(2,5-dimetoxi-4-metilfenil)-2-nitropropenă. După ce adiția de nitrotiren a fost completă, suspensia agitată a fost menținută la reflux timp de încă 4 h, apoi răcită la temperatura camerei și lăsată să continue agitarea peste noapte.
În sinteza mefedronei, trebuie să utilizați acest echipament în etapa următoare:
Pentru a preveni fierberea soluției, adăugați metilamină într-un flux subțire dintr-o pâlnie cu picături sau împărțiți adăugarea de metilamină în 2-3 părți și turnați în porții egale pe agitare moderată fără stropire. După adăugarea întregii amine metilice, se continuă agitarea timp de două ore la 40 ºC.
Design.
Sistemul de bază constă din două componente: Un magnet agitator plasat în lichid și un acționare magnetică situată în afara vasului. Ambele, magnetul agitator și acționarea magnetică formează un circuit magnetic. Pentru o agitare fără probleme în lichide cu vâscozități diferite, acționarea magnetică trebuie să aibă o gamă largă de viteze diferite. Acesta este motivul pentru care puterea și forma circuitului magnetic dintre magnetul agitator și magnetul de acționare sunt atât de importante.
Magnetul agitatorului este o bară magnetică încapsulată într-un material care protejează magnetul și previne contaminarea mediului lichid.
Miezul magnetului agitator este de obicei Alnico V, o alternativă mai puțin utilizată fiind Samarium-Cobalt (tipuri de aliaje magnetice). Datorită proprietăților sale chimice și termice excepționale (-200 °C până la +260 °C), politetraflouroetilena este cel mai preferat încapsulant. Aceasta poate fi ușor prelucrată.
Miezul magnetului agitator este de obicei Alnico V, o alternativă mai puțin utilizată fiind Samarium-Cobalt (tipuri de aliaje magnetice). Datorită proprietăților sale chimice și termice excepționale (-200 °C până la +260 °C), politetraflouroetilena este cel mai preferat încapsulant. Aceasta poate fi ușor prelucrată.
Tipuri de bare de agitare.
Un accesoriu esențial pentru agitatorul magnetic cu placă fierbinte este o bară de agitare magnetică. Barele de agitare moderne au un înveliș exterior din politetraflouroetilenă(PTFE) și conțin în interior un magnet permanent puternic. Bara de agitare este plasată direct în interiorul mediului pe care doriți să îl agitați, iar recipientul care conține mediul este plasat direct deasupra suprafeței de încălzire a plăcii încălzitoare. Învelișul din PTFE, fiind inert, împiedică bara de agitare să reacționeze cu mediul. Pe circumferința barei de agitare este vizibil un inel de rotire sau pivot care permite barei să se rotească liber atunci când este așezată pe o suprafață plană.
În principiu, este dificil să se găsească cea mai eficientă bară de agitare magnetică pentru o anumită aplicație, dar factorii importanți sunt forma recipientului și vâscozitatea mediului de agitare. Într-o casetă Petri, o bară de agitare lungă la viteză mică va fi eficientă, într-un vas cu fund rotund, agitatoarele magnetice în formă de ou (ovale) vor fi o alegere potrivită. Configurația ideală este aceea în care magnetul barei de agitare și magnetul dispozitivului de acționare sunt de aceeași lungime și cu o distanță minimă între ele.
În principiu, este dificil să se găsească cea mai eficientă bară de agitare magnetică pentru o anumită aplicație, dar factorii importanți sunt forma recipientului și vâscozitatea mediului de agitare. Într-o casetă Petri, o bară de agitare lungă la viteză mică va fi eficientă, într-un vas cu fund rotund, agitatoarele magnetice în formă de ou (ovale) vor fi o alegere potrivită. Configurația ideală este aceea în care magnetul barei de agitare și magnetul dispozitivului de acționare sunt de aceeași lungime și cu o distanță minimă între ele.
Creșterea puterii magnetice prin utilizarea unui magnet SmCo poate fi avantajoasă pentru multe aplicații. Cu toate acestea, aceasta poate avea și consecințe negative.
Migrația:În cazul în care magnetul agitatorului și magnetul acționării au lungimi foarte diferite, magnetul agitatorului poate migra către un pol al magnetului acționării.
O forță de constrângere între magnetul de acționare și magnetul de agitare poate duce la un efect de frânare. Datorită presiunii magnetului agitator pe fundul vasului, viteza de rotație este redusă și rotația poate fi chiar împiedicată.
În general, nu se pot da sfaturi pro sau contra unei anumite forme de bară de agitare. În caz de îndoială, poate fi utilă o testare a diferitelor bare de agitare în condiții proprii.
A doua parte a acestui sistem de agitare este acționarea magnetică, care constă, în forma sa cea mai simplă, într-un motor cu inducție simplu, cu turație controlată sau într-un motor pas cu pas. În unele cazuri, motorul încorporează inversarea automată pentru a îmbunătăți amestecarea. În mod normal, magnetul de acționare este un simplu magnet cu bare pătrate, un magnet în U sau un magnet compozit SSMC. Rotația acestuia induce rotația magnetului agitator în lichid. Viteza desemnată poate fi reglată de un control de viteză încorporat.
Dacă v-ați pierdut agitatorul magnetic și nu aveți unul de rezervă, puteți utiliza o clemă metalică sau o altă bară metalică mică ca agitator. Bara metalică se va roti într-un câmp magnetic și va agita lichidul.
În general, nu se pot da sfaturi pro sau contra unei anumite forme de bară de agitare. În caz de îndoială, poate fi utilă o testare a diferitelor bare de agitare în condiții proprii.
A doua parte a acestui sistem de agitare este acționarea magnetică, care constă, în forma sa cea mai simplă, într-un motor cu inducție simplu, cu turație controlată sau într-un motor pas cu pas. În unele cazuri, motorul încorporează inversarea automată pentru a îmbunătăți amestecarea. În mod normal, magnetul de acționare este un simplu magnet cu bare pătrate, un magnet în U sau un magnet compozit SSMC. Rotația acestuia induce rotația magnetului agitator în lichid. Viteza desemnată poate fi reglată de un control de viteză încorporat.
Dacă v-ați pierdut agitatorul magnetic și nu aveți unul de rezervă, puteți utiliza o clemă metalică sau o altă bară metalică mică ca agitator. Bara metalică se va roti într-un câmp magnetic și va agita lichidul.
Agitator magnetic pe plită
Agitatoarele cu placă fierbinte combină ambele procese de amestecare și încălzire, permițând o încălzire mai rapidă și mai uniformă a mediilor fluide. Dacă ați încercat vreodată să încălziți o suspensie fără să o amestecați sau dacă ați încercat să controlați fierberea violentă, veți înțelege ce necesitate absolută este un bun agitator cu placă fierbinte pentru laborator.
Un agitator magnetic cu placă fierbinte are următoarele componente esențiale: Un panou de control în partea din față cu butoane de reglare, picioare din cauciuc sau plastic în partea de jos pentru a ridica dispozitivul electric deasupra suprafeței de lucru potențial umede, un comutator de alimentare pe lateral (dacă nu este integrat în butoanele de reglare), suprafața de încălzire în partea de sus și un cablu de alimentare din partea de jos sau din spate. Firul de încălzire și rotorul se află sub suprafața de încălzire a agitatorului magnetic (desenul nu este la scară).
În placa încălzitoare, un rotor magnetizat se află sub suprafața de încălzire, ceea ce permite aparatului să interacționeze cu bara de agitare. La toate agitatoarele electronice, rotorul magnetizat va fi fie un magnet permanent, fie un electromagnet. Pe placa de încălzire vândută de Verich, un magnet permanent se află pe rotor, care se rotește liber sub suprafața de încălzire. Acest magnet poate fi văzut în spațiul de sub suprafața de încălzire.
Funcționarea plăcii fierbinți
Odată ce placa fierbinte a fost pornită și mediul plus bara de agitare au fost fixate deasupra capului (cum ar fi cu o clemă și un suport), sunteți gata să începeți încălzirea și amestecarea. Pe partea din față a plăcii încălzitoare se află două butoane. Acestea sunt butoanele variabile atât pentru încălzire, cât și pentru amestecare, permițând un control fin asupra procesului. Începeți prin a porni amestecarea la un nivel adecvat. De obicei, acesta va fi suficient pentru a se asigura că straturile superioare de lichid din interiorul vasului se amestecă bine cu straturile inferioare. Dacă se pare că partea superioară nu este suficient de amestecată, măriți setarea de agitare.
Apoi, porniți încălzirea prin rotirea butonului de încălzire. Se poate auzi un bâzâit ușor pe măsură ce placa de încălzire crește curentul furnizat bobinelor de încălzire de sub suprafața de încălzire. Deoarece acesta este un scenariu de curent ridicat și temperatură ridicată, uneori în dispozitiv sunt plasate limitatoare de curent pentru siguranță. De exemplu, la placa de încălzire Verich, o siguranță va dezactiva sistemul de încălzire în cazul în care curentul furnizat serpentinelor devine prea mare (cum ar fi în cazul unei defecțiuni la sursa de alimentare sau în cazul unei uzuri extreme a dispozitivului).
Puterea termică variază de la dispozitiv la dispozitiv. În funcție de dimensiunea plitei de încălzire, poate dura între 10 și 25 de minute pentru a încălzi un litru de apă de la temperatura camerei. Luați în considerare fierberea prealabilă a apei de la o sursă de căldură mai agresivă, cum ar fi un arzător pe gaz sau un ceainic, și utilizați placa de încălzire doar pentru a menține temperatura în timp ce amestecați.
Puterea termică variază de la dispozitiv la dispozitiv. În funcție de dimensiunea plitei de încălzire, poate dura între 10 și 25 de minute pentru a încălzi un litru de apă de la temperatura camerei. Luați în considerare fierberea prealabilă a apei de la o sursă de căldură mai agresivă, cum ar fi un arzător pe gaz sau un ceainic, și utilizați placa de încălzire doar pentru a menține temperatura în timp ce amestecați.
Furnizori
Există multe companii care produc și vând aceste echipamente de laborator. Alegerea dvs. depinde de bugetul dvs.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/
Există o listă de prețuri pentru agitatoare magnetice cu placă de încălzire și fără placă de încălzire de la furnizorii menționați mai sus. Toate prețurile sunt valabile începând cu 11.2021.
Last edited:
