Trampa fría

En aplicaciones de vacío , una trampa fría es un dispositivo que condensa todos los vapores excepto los gases permanentes (hidrógeno, oxígeno y nitrógeno) en un líquido o sólido. ^{[2] [ necesita actualización ]} El objetivo más común es evitar que los vapores que se evacuan de un experimento ingresen a una bomba de vacío donde se condensarían y la contaminarían. Las trampas frías particularmente grandes son necesarias cuando se eliminan grandes cantidades de líquido como en la liofilización .

Las trampas frías también se refieren a la aplicación de superficies enfriadas o deflectores para evitar que los vapores de aceite fluyan desde una bomba hacia una cámara. En tal caso, se conectará un deflector o una sección de tubería que contenga una serie de paletas enfriadas a la entrada de un sistema de bombeo existente. Al enfriar el deflector, ya sea con un criógeno como una mezcla de hielo seco, o mediante el uso de un elemento Peltier accionado eléctricamente , las moléculas de vapor de aceite que golpean las paletas del deflector se condensarán y, por lo tanto, se eliminarán de la cavidad bombeada.

Las bombas que utilizan aceite como fluido de trabajo ( bombas de difusión ) o como lubricante (bombas rotativas mecánicas) suelen ser fuentes de contaminación en los sistemas de vacío. Colocar una trampa de frío en la boca de una bomba de este tipo reduce en gran medida el riesgo de que los vapores de aceite retrocedan hacia la cavidad.

Las trampas frías también se pueden utilizar para experimentos que involucran líneas de vacío, como destilaciones / condensaciones a temperatura muy baja a pequeña escala . Esto se logra mediante el uso de un refrigerante como nitrógeno líquido o una mezcla congelante de hielo seco en acetona o un solvente similar con un punto de fusión bajo . El nitrógeno líquido solo se utiliza cuando el hielo seco u otros métodos criogénicos no condensan los gases deseados, ya que el nitrógeno líquido también condensa el oxígeno. Cualquier contenido de gas oxígeno en la línea de vacío o cualquier fuga en la línea de vacío dará como resultado oxígeno líquido mezclado con los vapores objetivo, a menudo con resultados explosivos.

Cuando se realiza a mayor escala, esta técnica se denomina liofilización y la trampa de frío se denomina condensador.

Las trampas frías también se utilizan en sistemas de criobombas para generar vacío duro condensando los principales componentes de la atmósfera ( nitrógeno , oxígeno , dióxido de carbono y agua ) en sus formas líquidas o sólidas.

Un iglú u otro vivac en la nieve puede explotar el mismo principio (confinamiento de aire frío más denso dentro de un volumen inferior impermeable) para reducir el aire frío que llega a los ocupantes mediante el uso de un sumidero o alféizar alrededor de una plataforma elevada para dormir en el interior.

Se debe tener cuidado al utilizar una trampa fría para no condensar gas oxígeno en la trampa fría, visible como un líquido azul claro. El oxígeno líquido es potencialmente explosivo, y esto es especialmente cierto si la trampa se ha utilizado para atrapar disolvente. El oxígeno se puede condensar en una trampa fría si una bomba ha aspirado aire a través de la trampa cuando la trampa está muy fría, por ejemplo, cuando se enfría con nitrógeno líquido . Además del oxígeno, muchos gases peligrosos emitidos en las reacciones, por ejemplo, dióxido de azufre , clorometano , se condensan en las trampas frías.

Las trampas de frío (C en la figura) suelen estar formadas por dos partes: la parte inferior es un tubo redondo grande y grueso con juntas de vidrio esmerilado (B en la figura) y la segunda es una tapa (A en la figura), también con conexiones de vidrio esmerilado. La longitud del tubo suele seleccionarse de modo que, al ensamblarlo, la longitud total alcanzada sea aproximadamente la mitad de la longitud del tubo.

Las trampas frías se deben ensamblar de manera que el tubo inferior esté conectado a la fuente de gas mientras que la tapa está conectada a la fuente de vacío. ^{[3] [4]} Al invertir esto, conectando el tubo inferior a la fuente de vacío, se coloca la entrada del vacío directamente sobre el condensado, lo que aumenta las posibilidades de que el condensado en fase de vapor se mueva hacia arriba por el tubo inferior (sin enfriar) (hacia la bomba) o, si la trampa comienza a llenarse a un volumen apreciable, el condensado en fase líquida sea succionado hacia la bomba.

• Sublimación
• Dedo frío