ביצוע תגובות מתחת לטמפרטורת החדר

הגדרת אמבט קירור

להפעלה כללית, הכינו את אמבט הקירור המועדף כמתואר להלן והטביעו את בקבוקון התגובה באמבטיה(איור 1). אל תמלאו את כלי האמבטיה עד הסוף, אבל תשאירו מספיק מקום כדי לאפשר טבילה של בקבוקון התגובה.

הערה: אם התגובה רגישה ללחות, היזהר מאוד בעת הוספת ריאגנטים לבקבוקון או לכל חלק אחר של המנגנון (למשל משפך נשירה). אם נוצר פתח בזמן כלי הזכוכית שקועים באמבט הקירור, אז אוויר טמפרטורת החדר זורם במהירות פנימה ונושא לחות פנימה.

איור 1. דוגמה לאמבט קירור בבקבוקון עגול עם שלושה צווארים עם משפך נופל, מדחום תחת אווירה אינרטית.

1. ביצוע אמבט מי קרח

1. לאמבט מי קרח עם תוסף, שקול והוסף את כמות הקרח המתאימה לכלי האמבטיה המועדף. דיואר מועיל אך לא הכרחי. כלי השיט יכול להיות פלסטיק, גומי (למשל דלי) או זכוכית(למשל צלחת התגבשות גדולה). לניסוי זה, הוסף 500 גרם של קרח לכלי 1 ליטר.
2. שקול את הכמות המתאימה של תוסף ייעוץ אמבט קרח (טבלה 1), ולהוסיף את התוסף לקרח. לניסוי זה, שקול והוסף 165 גרם (=5x 33 גרם) של NaCl לכלי האמבטיה.
3. מוסיפים כמות קטנה של מים deionized לכלי האמבטיה ומערבבים ביסודיות באמצעות מוט ערבוב. מוסיפים מספיק מים עד שכל הקרח מכוסה.
4. בדוק עם מדחום כדי לוודא כי הטמפרטורה הרצויה כבר הגיע. התאימו את כמות התוספת במידת הצורך. האמבטיה לא תשמור על הטמפרטורה שלה במשך זמן רב מאוד והתאמות צריך להיעשות במרווחי זמן תכופים של כ 20-30 דקות. בשביל זה ייתכן שיהיה צורך pipette את חלק מהמים באמבטיה ולהוסיף עוד קרח ותוסף.

חומר	g/100 גרם H2O	טמפרטורה סופית(°C)
Na2CO3	20	-2.0
NH4לא3	106	-4.0
NaC2H3O2	85	-4.7
NH4Cl	30	-5.1
נאנו3	75	-5.3
Na2S2O3 ● 5H2O	110	-8.0
CaCl2● 6H2O	41	-9.0
KCl	30	-10.9
קי	140	-11.7
NH4לא3	60	-13.6
NH4Cl	25	-15.4
NH4לא3	45	-16.8
NH4SCN	133	-18.0
NaCl	33	-21.3
CaCl2 ● 6H2O	81	-21.5
H2SO4 (66.2%)	23	-25
ננבר	66	-28
H2SO4 (66.2%)	40	-30
C2H5OH (4°)	105	-30
MgCl2	85	-34
H2SO4 (66.2%)	91	-37
CaCl2 ● 6H2O	123	-40.3
CaCl2 ● 6H2O	143	-55

טבלה 1. תערובות קירור מלח /קרח המתקבלות על ידי ערבוב המלחים עם מים או קרח בטמפרטורות שצוינו ובכמויות שצוינו. ¹

2. ביצוע אמבט קרח יבש

1. לבש כפפות הגנה קריוגניות ומשקפי בטיחות. תמיד לתרגל את זה בעת טיפול קרח יבש ולא לגעת בו בידיים חשופות כפי שהוא יכול לשרוף את העור במהירות ולגרום לכוויות קור.
2. עבור כלי אמבטיה עם נפח של כ 1 L, לקחת על 1/3 של גוש קרח יבש (זמין בדרך כלל ~ 2 בלוקים) ולפרק אותו לכמה חתיכות קטנות יותר.
3. מוסיפים את חתיכות הקרח היבש לכלי האמבטיה.
4. מוסיפים לאט את הממס האורגני(למשל אצטון) לקרח היבש תוך ערבוב עם מוט זכוכית. יש תסיסה נמרצת כתוצאה מפיתוח גז CO_2.
5. ממשיכים להוסיף לאט ממס ומערבבים עד שנוצרת ריר הומוגני ורוב הקרח היבש מתמוסס. זאת כדי להבטיח שהעברת החום לבקבוקון התגובה אחידה ככל האפשר.
6. הכנס מדחום בטמפרטורה קרה לאמבטיה כדי להבטיח כי הטמפרטורה הרצויה מגיעה.
7. בדוק את אמבט הקרח היבש במרווחי זמן קבועים והוסף עוד גושי קרח יבש כאשר מבחינים בעלייה בטמפרטורת האמבטיה. זמן המרווח תלוי במידת הבידוד, אבל הוא בדרך כלל סביב כל 45-60 דקות.

3. הכנת אמבט חנקן נוזלי

1. לבש כפפות הגנה קריוגניות ומשקפי בטיחות. תמיד לתרגל את זה בעת טיפול חנקן נוזלי כפי שהוא יכול לשרוף במהירות רקמות העור ונוזלי עיניים, גרימת כוויות קור או נזק קבוע לעיניים.
2. עבור אמבטיה ללא תוספים, להוסיף את הכמות המתאימה של N₂ כדי Dewar כדי לקבל טמפרטורה של -196 °C (50 °F). לעבור לשלב 3.3 אם זו הטמפרטורה הרצויה.
3. עבור אמבטיה עם תוספים, להוסיף ממס אורגני של בחירה (להתייעץ טבלה 3 כדי למצוא את הממס הנכון עבור הטמפרטורה הנכונה) כדי Dewar הראשון, ולאחר מכן לאט להוסיף נוזלי N₂ לממס.
4. הכנס מדחום בטמפרטורה קרה לאמבטיה כדי להבטיח כי הטמפרטורה הרצויה כבר הגיע. בניגוד לאמבטיות האחרות, אמבט N₂ הנוזלי בתוך דיואר שומר על הטמפרטורה שלו במשך שעות בכל פעם.
5. בדוק את האמבטיה במרווחי זמן מתאימים (כמה שעות) כדי לראות אם יש צורך ב- N₂ נוסף.