L'atelier

Un réfrigérant est un « appareil de laboratoire conçu pour l'échange de chaleur entre deux fluides. Il est utilisé pour condenser les vapeurs ou pour refroidir ou chauffer un liquide. » Les réfrigérants sont utilisés dans les montages expérimentaux de chimie organique pour refroidir et condenser des espèces chimiques présentes sous forme de gaz.

Les réfrigérants sont principalement utilisés pour récupérer un liquide, ou distillat, lors d'une distillation, ou pour éviter des pertes de matière par évaporation notamment dans le cas d'un chauffage à reflux.



Fonctionnement

De l'eau froide coule en permanence dans la partie externe du réfrigérant, refroidissant ainsi les parois internes. Le gaz chaud, issu du milieu réactionnel, est refroidi en pénétrant dans le réfrigérant et se condense alors sur les parois sous formes de gouttelettes. Ces gouttelettes, en grossissant, vont alors s'écouler soit dans le milieu réactionnel (chauffage à reflux), soit dans un erlenmeyer pour être récupéré (distillation).



Les typologies de réfrigérants

Schéma de plusieurs réfrigérants utilisés dans divers montage en chimie : des réfrigérants droit (Liebig-West), réfrigérants à boules (d'Allihn), réfrigérants à serpentins (Graham)



Réfrigérant droit dit "de Liebig-West"
Ce réfrigérant est utilisé lors d'une distillation. Il est alors maintenu en position quasi-horizontale. On lui ajoute une allonge coudée pour permettre une meilleure évacuation du distillat vers l'erlenmeyer.

Réfrigérant à boules dit "d'Allihn"
Ce réfrigérant est utilisé lors d'un chauffage à reflux. Les "boules" favorisent le refroidissement des gaz en augmentant la surface de contact entre les gaz et les parois froides. Elles servent à condenser les gaz pour éviter les pertes de matière.

Réfrigérant de Graham à serpentin
Ce réfrigérant est utilisé lors de la distillation classique. Les spires favorisent le refroidissement progressif des vapeurs et les transforment en liquide.



Brasage et soudure

Les soudures au plomb ou au cadnium sont prohibées, problème de toxicité provoquant une maladie appelée saturnisme, aussi les soudures et brasages doivent être réalisés en cuivre, en laiton (cuivre + Zinc), en étain ou en argent, ce qui permet d'avoir une construction sans plomb (ces types de soudures sont parfaitement sûres et utilisées dans l'emballage de produits alimentaires).

Il est à noter qu'une bonne soudure commence par la chauffe à haute température des pièces à rapprocher, les molécules de cuivre réagissant fortement à la chaleur (expansion-rétraction).

Nous préconisons la soudure à l'étain (température de fusion à 232°C) pour les parties non exposées à la flamme ou aux fortes chaleurs, l'étain adhèrant parfaitement au cuivre et se révèlant très peu soluble, ce qui est un facteur clé de succès en termes de durabilité pour un alambic qui sera en plus de la chaleur, en contact avec de l'alcool (solvant).

La soudure à l'argent (température de fusion : 961,93 °C) est sans cadmium, mais avec un grand pourcentage d'étain. Elle nécessite de plus hautes températures pour fondre, mais elle possède les mêmes qualités d'adhérence que le cuivre. Cette soudure est utilisée pour souder les accessoires comme les poignées ou les fixations en laiton de certains alambics.

Conclusion : quel que soit le type de soudure utilisée (cuivre, argent, étain), le goût et la couleur des distillats ne seront pas altérés.



Adaptation du refroidisseur à un flux continu



Mise à niveau avec un trépied du refroidisseur



Sertissage du col de cygne et du refroidisseur



A suivre ... (1/06/2022)