リービッヒ凝縮器（リービッヒれんじき、/ ˈ l iː b ɪ ɡ /、リービッヒ）[1]またはストレートコンデンサーは、実験装置の一種で、具体的にはウォータージャケットに囲まれたストレートガラス管で構成されるコンデンサーです。
蒸留などの典型的な実験室操作では、凝縮器はレトルトスタンドに垂直または斜めに固定されます。液体の高温蒸気は内管の上端から導入され、内管の冷たい壁と接触して凝縮します。水（またはその他の流体）はジャケット内で絶えず循環し、凝縮する蒸気から発生する蒸発熱を奪い、管内を液体の沸点より低い温度に保ちます。凝縮した液体は内管の下端から滴り落ちます。
リービッヒ凝縮器は還流抽出やソックスレー抽出にも使用できますが、これらの用途には他のタイプの凝縮器の方が適しています。この用途では、凝縮器は沸騰液が入った容器の上方に垂直に設置されます。蒸気は下端から内管に導入され、凝縮液は同じ開口部から滴下します。一方、管の上端は通常、大気に開放されています。
歴史
このタイプのコンデンサーはドイツの化学者ユストゥス・フォン・リービッヒにちなんで名付けられましたが、彼はそれを完成させ普及させました。[2] [3] [4] [5]
最も初期の水冷式実験室用コンデンサーは、1771年にスウェーデン系ドイツ人化学者クリスティアン・ヴァイゲル（1748–1831）によって発明されました。[6] ヴァイゲルのコンデンサーは、2本の同軸の錫管で構成され、下端で接合されて水ジャケットを形成し、上端は開口していました。冷水は底部の入口からジャケットに入り、ジャケットの上端から流出しました。蒸留フラスコからの蒸気を運ぶガラス管が、内側の錫管を通っていました。その後、ヴァイゲルは内側の錫管をガラス管に交換し、コンデンサーを固定するためのクランプを考案しました。[7]
しかし、1781年に出版された匿名のパンフレットには、向流式凝縮器が1770年に考案され、1773年に試験されたと記載されていた。 [8]パンフレットの図解には、管が取り付けられたレトルトが描かれている。管はレトルトからの蒸気を長方形の箱に通し、箱は凝縮器として機能し、箱の中を冷水が下端から上端へと流れていた。これが向流式凝縮器である。
1794年、 ヴァイゲルの教え子であったドイツの薬剤師 ヨハン・フリードリヒ・アウグスト・ゲトリング（1753-1809）は、ウォータージャケットの両端を密閉することで設計を改良した。 [9]
1778年、フィンランドの薬剤師ヤコブ・ガドリン（1719-1802）は、蒸留所や実験室で使用するための凝縮器を提案した。これは、蒸留容器からの排出管を囲む金属製のジャケットで構成され、その中を冷水が逆流して流れるものであった。[10] [11]
また、ヴァイゲルとは独立して、フランス国王ルイ15世の医師であったピエール＝イザック・ポワソニエ（1720-1798）が1779年に船上で海水から淡水を生成する蒸留器の設計図を発表しました。 [12] この装置は、海水を沸騰させるためのレトルトと、レトルトから伸びる管で構成されており、管は別のタンクから冷水が供給される流水で満たされた長方形の箱を貫通していました。[13]
リービッヒ自身は、この設計をゲトリングの発明だと誤って主張した。[2]リービッヒはヴァイゲルの凝縮器の外側の金属壁をガラス管に置き換え、凝縮器への水の出し入れには金属管ではなくゴムホースを使用した。[14]
デザイン
現代的な設計は、2本の同心円状のガラス管で構成され、内側の管の方が長く、両端が突出しています。外側の管の両端は（通常は吹きガラス製のリングシールによって）密閉され、ウォータージャケットを形成します。また、両端付近には冷却液の流入・流出用のサイドポートが設けられています。蒸気と凝縮液を運ぶ内側の管の両端は開放されており、他の機器との安全かつ気密な接続のために、すりガラス製のジョイントが取り付けられていることがよくあります。
効率
レトルトの単純な空冷式チューブコンデンサーや蒸留器のヘッドと比較すると、リービッヒコンデンサーは、凝縮熱を除去し、凝縮表面で安定した低温を維持する点でより効率的です。
参考文献
- ^ サージェント、エペス（1854年12月14日）「公立・私立学校向け第一級標準読本：発音と朗読のルールの要約、読解と暗唱のための多数の練習問題、ルールと定義への新しい参照体系、そして豊富な解説索引」フィリップス、サンプソン、ニューヨーク – Googleブックス経由。
- ^ ab Jensen, William B. (2006). 「リービッヒ凝縮器の起源」 . Journal of Chemical Education . 83 (1): 23. Bibcode :2006JChEd..83...23J. doi :10.1021/ed083p23.
- ^ Kahlbaum、Georg WA (1896) "Der sogenannte Liebig'sche Kühlapparat" (いわゆるリービッヒコンデンサー)、Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft、29 : 69–71。
- ^ Speter, Max (1908) "Geschichte der Erfindung des "Liebig'schen Kühlapparat" (「リービッヒ」コンデンサーの発明の歴史)、Chemiker Zeitung、32 (1) : 3–5。
- ^ シェレンツ、ヘルマン、Zur Geschichte der Pharmazeutisch-Chemischen Destilliergerate [製薬[および]化学蒸留装置の歴史について]、(ベルリン、ドイツ: Julius Springer、1911)、84-88 ページ。
- ^ Christian Ehrenfried Weigel (1771), Observationes chemicae et mineralogicale Göttingen (ラテン語)。凝縮器の構造は8～9ページと11ページの脚注で説明されており、図解は本書最終ページの図2である。
- ^ Christian Ehrenfried Weigel (1773) Observationes chemicae et Mineralogicae、Pars Secunda。 グライフスヴァルト、ドイツ。 （ラテン語）参照：41 ページ以降（Observatio II. Methodus Refrigerandi Nova、Obs. Prior. I. Tradita、ad Tubelos Vitreos Applicata.）および図 1。
- ^ 匿名: Nouvelle Construction d'Alambic pour faire toute sorte de distillation en grand, ... (あらゆる種類の蒸留を大規模に行うためのレトルトの新構造、...)。ドイツのカッセル州立図書館所蔵の写本の題名ページに手書きのメモがあり、次のように記されている。 「par Jean-Hyacinthe de Magellan」 (ジョアン・イアシンス・ド・マゼラン著)。ジョアン・マゼラン(1723–1790)は、ロンドンに定住したポルトガルの修道士、科学者であった。p.パンフレットの 5 には、序文に次のように記載されています。「機械蒸留所の第一のアイデアは、エクリットの安全性に関する質問ではありません。1770 年にリモートで製造されました。1773 年に、モデルの違いを考慮して、1773 年に製造されました。アンフィン、ペウ」 de temps après, par les ordres de M. de Boynes, alors Ministre de la Marine, la Machine fut exécutée à Paris en grand, ... " (この研究の主題である蒸留装置の最初のアイデアは 1770 年に生まれました。最初は小規模でさまざまなモデルが実行されましたが、特に 1 つは 1773 年 1 月に実行されました。最後に、その直後に、政府の命令で実行されました。デ・ボインズさん、それでは海軍大臣の命令で、この装置はパリで大規模に実行されました。
- ^ JF ゲットリング (1794)。 「Beschreibung einer sehr bequemen Kühlanstalt bey Destillationenen aus der Blase」[レトルトからの蒸留中に[使用する]非常に便利な冷却装置の説明]。シャイデキュンストラーと薬師のためのタッシェンブーフ。１５．ワイマール、ドイツ: Hoffmannische Buchhandlung : 129–135。2022 年6 月 2 日に取得。
- ^ Gadolin, Jakob (1778) 「Förslag at föbättra Brännerie-slangen」 (改善された蒸留所ホース [つまり凝縮器] の提案)、Kungliga Vetenskaps Akademiens Handlingar (王立科学アカデミー紀要)、39 : 283–289。 [スウェーデン語で]
- ^ Gadolin, Jacob (1783) 「Vorschlag, die Schlange beym Brantweinbrennen zu veressern」 (蒸留所のコンデンサーを改善する提案)、Der Königlich Schwedischen Akademie der Wissenschaften Abhandlungen、40 : 271–276。 [ドイツ語訳]
- ^ PI Poisonnier (1779)、Appareil distillatoire présenté au Ministre de la Marine ;パリ。
- ^ デュジャルダン、ジュール (1900)。 「蒸留芸術の回顧展」。パリ: 図 8、169 ～ 170 ページ。
{{cite journal}}:ジャーナルを引用するには|journal=（ヘルプ）が必要です - ^ Liebig, Justus von; Poggendorff, JC; Wöhler, Fr. 編著『Handwörterbuch der reinen und angewandten Chemie [純粋化学・応用化学辞典]』第2巻（ブラウンシュヴァイク（ドイツ）：フリードリヒ・ヴューエック・ウント・ゾーン、1842年）、記事「蒸留」、pp. 526–554。p. 532の図29には、蒸留フラスコからの高温蒸気を収容する内管が、凝縮器ジャケット内の冷却水と直接接触する凝縮器が示されている。p. 533の図30は、少量の物質を蒸留するための、ガラス（金属ではない）ジャケットを備えた凝縮器を示している。
