Évaporateur rotatif

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Exemple d'évaporateur rotatif.

Un évaporateur rotatif est un appareil de laboratoire utilisé généralement en chimie organique pour évaporer rapidement des solvants après avoir été utilisés dans une extraction ou dans un milieu réactionnel. Le plus souvent, l'évaporation du solvant est menée sous pression réduite (afin d'accélérer l'étape) que l'on obtient au moyen d'une trompe à eau ou d'une pompe à vide. L'évaporateur rotatif est souvent appelé, par abus de langage, Rotavapor ou "Büchi" (noms de deux marques très courantes).

Il est composé de plusieurs parties :

  • un réfrigérant en spirale, équipé d'une prise de vide et d'un robinet pour casser le vide,
  • un ballon de recette pour le distillat, situé dans la partie basse du réfrigérant,
  • un moteur, qui assure la rotation du ballon évaporateur (en forme de poire), par l'intermédiaire d'un tube rotatif d'admission des vapeurs. Le ballon évaporateur contient la solution dont on doit chasser le/les solvant(s),
  • un bain marie, chargé de chauffer le ballon évaporateur (car l'évaporation est un processus endothermique).

Par mesure de sécurité, le réfrigérant doit être emballé d'un filet en plastique, qui permet de limiter la dispersion des morceaux de verre en cas d'implosion du dispositif. Le chauffage du ballon évaporateur est assuré par un bain d'eau thermostaté afin de ne pas imposer trop de contraintes thermiques à l'appareillage. Le plus souvent, l'évaporateur rotatif est installé sous une sorbonne, dont on baisse la vitre durant la manipulation, afin de pallier à une éventuelle implosion (ou explosion si le résidu sec obtenu s'avère être très instable).

Le mouvement de rotation permet de créer un film liquide sur la surface interne au ballon évaporateur, afin d'augmenter la surface de chauffe et d'évaporation et donc diminuer le temps d'évaporation. La conduite de cette technique sous pression réduite permet d'abaisser la température d'ébullition des solvants, et donc réduire le temps de distillation, mais également pour protéger les molécules sensibles des "hautes" températures.

Il n'est pas indispensable d'effectuer cette manipulation sous pression réduite : certains solvants comme l'éther éthylique SGH02SGH07, le dichlorométhane SGH08 et l'éther de pétrole SGH02SGH07SGH08 peuvent être évaporés au bain-marie classique sans mise sous pression réduite.

Si une pompe à vide est utilisée, utiliser un piège cryogénique à l'azote liquide de manière à ne pas introduire dans la pompe des vapeurs de produits. Si une trompe à eau est utilisée, attention aux vapeurs de solvant qui pourront passer dans l'air ambiant en sortie d'écoulement de l'eau.

Conseils d'utilisation

  • Ne pas remplir le ballon évaporateur au-delà de 2/3 de sa capacité, sinon l'ébullition du solvant risque de remonter par le tube d'admission des vapeurs.
  • Si le solvant à évaporer est de l'éthanol SGH02, l'ébullition produit souvent beaucoup de bulles qui remontent. Dans ce cas, garder une main sur le robinet de casse du vide et contrôler la pression à la main pour éviter cela.
  • Pour arrêter le système :
    1. Casser tout d'abord le vide à l'aide du robinet de casse du vide.
    2. Ensuite, couper le système d'aspiration (trompe à eau ou pompe à vide).
    3. Arrêter la rotation et retirer le ballon évaporateur.
  • Si l'évaporateur est sale, on prendra soin de nettoyer son intérieur à l'aide d'une pissette d'acétone SGH02SGH07.