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真空アプリケーションでは、コールドトラップは永久ガス（水素、酸素、窒素）以外のすべての蒸気を液体または固体に凝縮する装置です。 [2] [更新が必要] 最も一般的な目的は、実験から排出された蒸気が真空ポンプに入り、凝縮してポンプを汚染するのを防ぐことです。凍結乾燥のように大量の液体を除去する場合は、特に大きなコールドトラップが必要です。
コールド トラップは、油蒸気がポンプからチャンバーに流れ込むのを防ぐために、冷却された表面またはバッフルを適用することも指します。このような場合、バッフルまたは多数の冷却された羽根を含むパイプのセクションが、既存のポンプ システムの入口に取り付けられます。ドライアイス混合物などの寒剤、または電動ペルチェ素子を使用してバッフルを冷却すると、バッフルの羽根に当たった油蒸気分子が凝縮し、ポンプ キャビティから除去されます。
アプリケーション
作動流体として (拡散ポンプ)、または潤滑剤として (機械式回転ポンプ) 油を使用するポンプは、真空システム内の汚染源となることがよくあります。このようなポンプの口にコールド トラップを配置すると、油蒸気がキャビティに逆流するリスクが大幅に軽減されます。
コールドトラップは、小規模の極低温蒸留/凝縮などの真空ラインを伴う実験にも使用できます。これは、液体窒素などの冷却剤、またはアセトンまたは同様の低融点の溶媒にドライアイスを凍結させた混合物を使用することで実現します。液体窒素は、ドライアイスまたは他の極低温アプローチでは目的のガスを凝縮できない場合にのみ使用されます。液体窒素は酸素も凝縮するためです。真空ラインに酸素ガスが含まれていたり、真空ラインに漏れがあると、液体酸素が対象の蒸気と混ざり、多くの場合爆発を引き起こします。
大規模に実行される場合、この技術は凍結乾燥と呼ばれ、冷却トラップはコンデンサーと呼ばれます。
コールドトラップはクライオポンプシステムでも使用され、大気の主要成分（窒素、酸素、二酸化炭素、水）を液体または固体の形で凝縮して強真空を生成します。
イグルーやその他の雪上野営地では、同じ原理（不浸透性の低い空間内に高密度の冷気を閉じ込める）を利用して、内部の高くなった就寝台の周囲にサンプや敷居を設け、居住者に届く冷気を減らします。
危険
コールドトラップを使用する際は、薄い青色の液体として見える酸素ガスがコールドトラップに凝縮しないように注意する必要があります。液体酸素は潜在的に爆発性があり、特にトラップが溶媒をトラップするために使用されている場合はそうです。トラップが非常に冷たいとき、たとえば液体窒素で冷却されているとき、ポンプがトラップを通して空気を吸い込むと、酸素がコールドトラップに凝縮する可能性があります。酸素以外にも、反応で放出される多くの有害ガス、たとえば二酸化硫黄、クロロメタンがコールドトラップに凝縮します。
工事
コールド トラップ (図の C) は通常、2 つの部分から構成されます。下部は、すりガラス ジョイント (図の B) が付いた大きく厚い円形チューブで、もう 1 つはすりガラス ジョイントが付いたキャップ (図の A) です。チューブの長さは通常、組み立てたときに合計がチューブの長さの約半分になるように選択されます。
配置
コールドトラップは、ダウンチューブがガス源に接続され、キャップが真空源に接続されるように組み立てる必要があります。[3] [4]これを逆にして、ダウンチューブを真空源に接続すると、真空の入口が凝縮液の真上に配置され、気相凝縮液が（冷却されていない）ダウンチューブを上昇（ポンプに向かって）する可能性が高くなります。または、トラップがかなりの量まで満たされ始めた場合は、液相凝縮液がポンプに引き込まれます。
参照
参考文献
- ^ Errington, RM (1997). 上級実践無機・有機金属化学( Google ブックス抜粋)ロンドン: Blackie Academic & Professional. p. 51. ISBN 0-7514-0225-7。
- ^ ローレンス・M・ハーウッド、クリストファー・J・ムーディ（1989年6月13日）。実験有機化学：原理と実践（イラスト版）。ワイリーブラックウェル。pp.41-42。ISBN 978-0-632-02017-1。
- ^ コールドトラップを内蔵したアルドリッチマニホールド
- ^ 「Chemglass の成形済みコールドトラップ」。2014 年 6 月 6 日時点のオリジナルよりアーカイブ。2014 年 6 月 5 日閲覧。