Manual de Sobrevivência no Laboratório de Química Orgânica: Guia de Técnicas para o Aluno
Aquecedores Proporcionais e Controladores sem Etapas Intermediárias
do cabo adaptador, sim. Sempre use um transformador de voltagem variável e comece com o transformador ajustado no zero.
b. Não use uma manta pequena demais. A única solução para isso é
pegar uma que se encaixe adequadamente. O contato fraco entre a manta e o vidro não transfere calor prontamente, e a manta vai queimar.
c. Não use uma manta grande demais. A única solução boa para
isso é pegar uma que se encaixe adequadamente. Um remédio aceitável é encher a manta de areia depois que o balão estiver encaixado, mas antes de você ligar a voltagem. Caso contrário, a manta vai queimar.
Dica: Quando você montar uma manta de aquecimento para aquecer qualquer balão, geralmente para destilação ou refluxo, coloque a manta em um anel de ferro e mantenha-a alguns centímetros acima do tampo da mesa
(Fig. 17.5). Então, prenda o colo do balão com uma garra, caso você tenha de remover o calor rapidamente. Nessa montagem, se necessário, você pode simplesmente soltar o anel de ferro, deixando a manta e o anel de ferro caírem.
AQUECEDORES PROPORCIONAIS E
CONTROLADORES SEM ETAPAS
INTERMEDIÁRIAS
Em todos os casos de aquecimento de líquidos para destilação ou refluxo, controlamos a energia elétrica diretamente, não o calor ou a temperatura. A energia é aplicada aos elementos aquecedores, e eles esquentam. Entretanto, a temperatura final é determinada pela perda de calor para o ambiente, o ar e, mais importante, para o balão que você está aquecendo. Há diversos tipos de controles de energia elétrica.
FIGURA 17.6 Uma manta de aquecimento Thermowell.
1. O transformador de voltagem variável. Já discutimos isso
anteriormente. Vou rapidamente voltar a falar do assunto: ajuste a
temperatura para 50 no dial de 0-100 e você vai obter 50% da
voltagem da linha, todo o tempo, noite e dia, chova ou faça sol.
2. O controlador mecânico sem etapas intermediárias. Isso parece ser
o substituto barato do transformador de voltagem variável. Dentro de
um dos modelos existe um pequeno fio de aquecimento enrolado em
torno de uma tira bimetálica com um magneto em uma das
extremidades (Fig. 17.7). Um êmbolo conectado ao dial no painel
dianteiro varia a distância entre o magneto e a chapa metálica.
Quando você liga o dispositivo, que está ligado a uma manta de
aquecimento, a corrente passa pelo pequeno fio de aquecimento e a
manta. Agora, a manta está a todo vapor (120 V dos 120 V da tomada
elétrica da parede)! À medida que o pequeno fio de aquecimento
esquenta a tira bimetálica, a tira se expande, se torce e finalmente
puxa o magneto da sua chapa metálica, abrindo o circuito. A manta
agora resfria rapidamente (0 V dos 120 V da tomada da parede), junto
com a tira bimetálica. Eventualmente, a tira resfria o suficiente para
permitir que o magneto se aproxime da chapa metálica, e —
PRONTO — tudo a toda força novamente.
O controle do painel dianteiro varia o ciclo de trabalho, do
momento em que o controlador está a todo vapor até o momento que
o controlador está totalmente desligado. Se o balão, o conteúdo e a
manta de aquecimento são substanciais, leva algum tempo para eles
aquecerem e esfriarem. Uma montagem dessas teria uma defasagem
térmica grande. Com montagens pequenas (cerca de 50 mL mais ou
menos), há uma pequena defasagem térmica, podendo ocorrer
enormes flutuações térmicas. Além disso, operar uma manta de
aquecimento dessa forma é apenas conectá-la e desconectá-la
repetidamente diretamente à tomada da parede. Não são muitos os
dispositivos que facilmente recebem esse tipo de tratamento.
FIGURA 17.7 O interior de um aquecedor mecânico sem etapas intermediárias.
FIGURA 17.8 Regulador de iluminação e controle de energia da manta de aquecimento por meio de triac.
3. O controlador eletrônico sem etapas intermediárias. Você
acreditaria em um regulador de iluminação? O controlador eletrônico
tem um triac, um dispositivo semicondutor que permite que frações
de um ciclo de energia AC passem para a manta de aquecimento. A
energia AC varia como uma onda sinusoidal, de 0 a 120 V de um
pico a outro. Em um ajuste de 25%, o triac permanece desligado
durante bastante tempo do ciclo AC, finalmente ligando no tempo
correto (Fig. 17.8). Embora o triac realmente ligue “a todo vapor” e
desligue “a todo vapor”, ele faz isso às vezes de uma forma tão
cuidadosamente controlada que a manta nunca sente toda a energia da
linha (a menos que você deliberadamente faça esse ajuste).