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Bains d’eau et de glaceEdit

Un bain de glace et d’eau maintiendra une température de 0 °C, puisque le point de fusion de l’eau est de 0 °C. Cependant, l’ajout d’un sel tel que le chlorure de sodium fera baisser la température grâce à la propriété de dépression du point de congélation. Bien que la température exacte puisse être difficile à contrôler, le rapport de masse entre le sel et la glace influence la température :

• -10 °C peuvent être atteints avec un rapport de masse de 1:2,5 entre le chlorure de calcium hexahydraté et la glace.
• -20 °C peuvent être atteints avec un rapport de masse de 1:3 entre le chlorure de sodium et la glace.
• -40 °C peut être atteint avec un rapport massique de 1:0,8 du chlorure de calcium hexahydraté à la glace.

Bains de glace sèche à -78 °CEdit

Puisque la glace sèche se sublime à -78 °C, un mélange tel que acétone/glace sèche maintiendra -78 °C. De plus, la solution ne gèlera pas car l’acétone nécessite une température d’environ -93 °C pour commencer à geler. Par conséquent, d’autres liquides ayant un point de congélation inférieur (pentane : -95 °C, alcool isopropylique : -89 °C) peuvent également être utilisés pour maintenir le bain à -78 °C.

Bains de glace sèche au-dessus de -77 °CEdit

Pour maintenir des températures supérieures à -77 °C, il faut utiliser un solvant ayant un point de congélation supérieur à -77 °C. Lorsque de la glace carbonique est ajoutée à de l’acétonitrile, le bain commence à se refroidir. Lorsque la température atteint -41 °C, l’acétonitrile gèle. Par conséquent, la glace carbonique doit être ajoutée lentement pour éviter de geler l’ensemble du mélange. Dans ces cas, une température de bain de -55 °C peut être obtenue en choisissant un solvant avec un point de congélation similaire (le n-octane gèle à -56 °C).

Bains d’azote liquide au-dessus de -196 °CEdit

Les bains d’azote liquide suivent la même idée que les bains de glace sèche. Une température de -115 °C peut être maintenue en ajoutant lentement de l’azote liquide à l’éthanol jusqu’à ce qu’il commence à geler (à -116 °C).

Alternatives à l’eau et à la glaceEdit

Dans les bains à base d’eau et de glace, l’eau du robinet est couramment utilisée en raison de la facilité d’accès et des coûts plus élevés de l’utilisation d’eau ultrapure. Cependant, l’eau du robinet et la glace dérivée de l’eau du robinet peuvent être un contaminant pour les échantillons biologiques et chimiques. Cela a donné naissance à une foule de dispositifs isolés visant à créer un effet de refroidissement ou de congélation similaire à celui des bains de glace sans utiliser d’eau ou de glace.

Recommandations de sécuritéModification

L’American Chemical Society note que les solvants organiques idéaux à utiliser dans un bain de refroidissement ont les caractéristiques suivantes :

1. Vapeurs non toxiques.
2. Faible viscosité.
3. Ininflammabilité.
4. Faible volatilité.
5. Point de congélation convenable.

Dans certains cas, une simple substitution peut donner des résultats presque identiques tout en diminuant les risques. Par exemple, l’utilisation de glace carbonique dans le 2-propanol plutôt que dans l’acétone donne une température presque identique mais évite la volatilité de l’acétone (voir § Lectures complémentaires ci-dessous).