유리 반응기에서 불활성 가스의 기능은 무엇입니까?

유리 반응기화학 실험실에서 일반적으로 사용되는 반응 장비의 일종으로 일반적으로 유기 합성, 촉매 반응, 고온 반응 등에 사용됩니다. 일부 특정 반응 조건에서는 불활성 가스를 채워 불활성 분위기를 제공해야 하며, 이는 반응 물질이 공기 중 산소 및 수증기의 영향으로부터 보호되도록 하는 동시에 반응 조건을 다음과 같이 제어할 수 있습니다. 불필요한 부작용을 피하십시오.

유기합성반응: 많은 유기합성 반응은 반응물질에 산소나 수분의 영향을 피하기 위해 불활성 분위기에서 수행되어야 합니다. 예를 들어, 수소화 반응에서는 수소를 환원제로 사용하고 실험실 유리 반응기에 불활성 가스를 채워 반응 중에 산소를 배제하여 반응이 원활하게 진행되도록 해야 합니다.

촉매 반응: 일부 촉매 반응은 촉매의 활성을 보장하기 위해 무산소 또는 저산소 환경에서 수행되어야 합니다. 불활성 가스를 충전함으로써 반응계 내의 산소를 효과적으로 제거할 수 있고, 산소가 촉매에 미치는 독성 영향을 감소시키며, 반응 효율을 향상시킬 수 있습니다.

고온 반응: 열분해, 하소 및 기타 반응 공정과 같은 고온 반응 조건에서 불활성 가스를 사용하여 산소와 수증기를 희석하고 반응 시스템의 산소 분압을 낮추며 산화 반응 가능성을 줄이고 반응을 보호할 수 있습니다. 산화 또는 가수분해로 인한 생성물.

 

불활성가스란 화학적 성질이 매우 안정적이고 다른 물질과 반응하기 어려운 일종의 가스를 말합니다.

 

헬륨(He)

형질: 헬륨은 우주에서 가장 풍부한 가스이며, 지구 대기의 함량은 매우 적습니다. 헬륨은 단원자 가스로, 가장 가벼운 불활성 가스이며, 무색, 무취, 무독성이며 밀도가 매우 낮습니다. 열 전도성과 전기 전도성이 높습니다.

반응 유형: 안정성이 매우 높아 어떠한 반응에도 거의 참여하지 않으며 가스보호, 레이저기술, 풍선팽창 등에 주로 사용됩니다.

 

네온(Ne)

특징: 네온은 무색, 무취의 무독성 가스로 밀도가 낮은 희귀가스입니다. 방전시 주황색-빨간색 빛을 방출하며 네온 조명에 널리 사용됩니다.

반응 유형: 네온은 또한 매우 안정적인 가스이며 대부분의 화학 반응에 참여하지 않습니다. 이온화 에너지가 높기 때문에 방전관과 레이저를 제조하는 데 사용할 수 있습니다.

 

아르곤(Ar)

• 특징: 아르곤은 밀도가 높은 무색, 무취의 무독성 가스입니다. 방전시 청색광을 방출하며 광원 및 용접에 널리 사용됩니다.
• 반응 유형: 아르곤은 또한 안정한 가스이므로 다른 물질과 반응하기 쉽지 않습니다. 보호를 제공하고 반응 조건을 제어하기 위해 유리 반응기의 불활성 대기, 보호 가스 및 냉각 가스로 자주 사용됩니다.

 

질소(N2)

• 특징: 질소는 공기 중에 가장 풍부한 성분 중 하나이므로 상대적으로 획득 및 사용이 쉽습니다. 적절한 처리와 정제를 통해 순도도 높은 수준에 도달하여 좋은 불활성 분위기를 보장할 수 있습니다. 헬륨, 네온, 아르곤 및 크립톤과 같은 다른 불활성 가스와 비교할 때 질소 비용은 저렴하므로 대규모 실험실 및 산업 응용 분야에서 일반적으로 선택됩니다. 일반적으로 비교적 안정적이며 대부분의 화학 반응에 뚜렷한 간섭이 없습니다.
• 반응 유형: 유리 반응기에서는 질소를 사용하여 공기에서 산소와 수증기를 제거하여 무산소 환경 또는 저산소 환경을 조성할 수 있습니다. 이는 반응 물질을 산화 또는 가수분해로부터 보호하고 일부 유기 합성 및 촉매 반응에서 수율과 선택성을 향상시키는 데 도움이 됩니다. 또한 질소를 사용하여 반응 온도를 제어하고 냉각 또는 가열하여 반응 속도를 조정할 수도 있습니다.

 

크립톤(Kr)

• 특성: 크립톤은 희소가스로서 무색, 무취, 무독성이며 밀도가 높습니다. 방전되면 황록색으로 빛납니다. 이는 대기 중에 미량을 함유하고 있으며 분류를 통해 액체 공기로부터 분리될 수 있습니다. 크립톤을 주입한 전구는 매우 밝은 광원으로 형광등을 만드는 데 자주 사용됩니다.
• 반응 유형: 크립톤은 또한 안정한 가스이므로 화학 반응에 참여하기 쉽지 않습니다. 주로 가스 방전 램프, 레이저 및 광학 기기를 채우는 데 사용됩니다.

 

제논(Xe)

• 특징: 크세논은 무색, 무취의 무독성 가스로 밀도가 높습니다. 방전되면 파란색에서 녹색 빛을 방출합니다. 이는 공기 중에(100L 공기당 약 0.0087mL 크세논) 존재하며 온천 가스에도 존재합니다. 크립톤으로 액체공기와 분리함.
• 반응 유형: 크세논은 안정한 가스이므로 다른 물질과 반응하기 쉽지 않습니다. 가스 방전 램프 및 레이저 기술에 널리 사용되며 의료 및 과학 연구에도 사용할 수 있습니다.

 

라돈(Rn)

• 특성: 라돈은 무색, 무취의 독성가스로 밀도가 높습니다. 일반적으로 토양, 물, 공기에 존재하는 방사성 가스입니다. 방사능 때문에 반감기가 짧습니다.
• 반응 유형: 라돈은 불안정성과 방사능으로 인해 화학 반응에 적합하지 않습니다. 라돈은 주로 방사선 치료와 과학 연구에 사용됩니다.

유리 반응 용기의 주변 가스로 불활성 가스를 사용할 때 주의해야 할 안전 문제.

 

1. 산소 농도가 너무 높아지지 않도록 방지: 불활성가스의 주요 기능은 공기 중의 산소를 제거하여 반응물질을 보호하는 것입니다. 그러나 사용되는 불활성 가스가 부족하거나 누출되는 경우 반응기 내 산소 농도가 증가할 수 있습니다. 산소 농도가 높으면 폭발이나 화재의 위험이 높아질 수 있습니다. 따라서 운전 과정에서 불활성 가스의 적절한 공급을 보장하고 정기적으로 가스 공급 시스템을 점검하고 유지 관리해야 합니다.

2. 밀봉 성능 및 누출: 자켓형 유리 반응기의 우수한 밀봉 성능을 보장하는 것이 매우 중요합니다. 누출로 인해 불활성 가스가 손실되어 반응 과정에 영향을 미칠 수 있습니다. 좋은 밀봉 성능을 보장하고 적시에 누출 문제를 수리하려면 반응 주전자의 밀봉 장치를 정기적으로 점검하고 유지하십시오.

3. 산소 제거 및 환기: 불활성가스를 사용유리 반응기공기 중의 산소를 제거하는 것을 목표로 합니다. 불활성 가스를 사용하기 전에 반응기 내의 공기가 완전히 제거되었는지 확인하고 산소가 반응기로 다시 유입되는 것을 방지하기 위해 적절한 환기 시스템을 구축하십시오. 작동 중에는 반응 환경의 가스 구성을 안정적으로 유지하기 위해 환기 장비가 정상적으로 작동하는지 확인하십시오.

4. 가스 압력 제어: 불활성가스의 공급과 배출 모두 가스압력 조절이 필요합니다. 가스 압력이 너무 높거나 너무 낮으면 안전 문제가 발생하거나 반응 조건이 벗어날 수 있습니다. 적절한 압력 조절 장치와 모니터링 장비를 사용하여 불활성 가스의 압력을 제어하고 항상 적절한 범위 내에 있는지 확인하십시오.

5. 불활성 가스의 축적을 방지: 불활성가스를 사용하는 과정에서 밀폐된 공간에 불활성가스의 축적을 피할 필요가 있습니다. 불활성 가스가 축적되면 저산소증과 질식의 위험이 발생할 수 있습니다. 따라서 작동 과정에서 불활성 가스가 축적되지 않도록 적절한 환기와 공기 흐름을 보장해야 합니다.

 

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