Laborgeräte und Chemische Trennverfahren: Eine Übersicht

Wichtige Laborgeräte und ihre Funktion

Messgeräte und Volumenbestimmung

• Messzylinder: Dient zur Messung von Flüssigkeitsvolumina.
• Vollpipette (Gesamtpipette): Zur präzisen Messung und Übertragung eines bestimmten Volumens Flüssigkeit von einem Behälter in einen anderen.
• Messpipette (Teilpipette): Zur partiellen Messung variabler Flüssigkeitsmengen.
• Bürette: Zur sehr genauen Messung des Volumens einer Lösung, typischerweise bei Titrationen.
• Thermometer: Zur Messung von Temperaturen.
• Präzisionswaage: Zur Bestimmung der Masse von Feststoffen mit hoher Genauigkeit.

Gefäße und allgemeine Laborausrüstung

• Porzellanschale (Abdampfschale): Zum Erhitzen, Schmelzen oder Eindampfen von Feststoffen oder Flüssigkeiten.
• Rundkolben (Florenz-Flasche): Zum Erhitzen von Flüssigkeiten, deren Dämpfe (z. B. bei der Destillation) zu einem Kühler geleitet werden.
• Kühler (Kondensator): Wird verwendet, um Dämpfe aus einer oder mehreren Flüssigkeiten, die an der Destillation beteiligt sind, zu kondensieren.
• Reagenzgläser: Zum Auflösen, Erhitzen oder Aufbewahren kleiner Mengen reagierender Substanzen.
• Becherglas: Zur Vorbereitung, zum Auflösen oder Erhitzen von Substanzen.
• Erlenmeyerkolben: Zur Aufnahme von Lösungen, zur Lagerung von Lösungen, zum Auflösen von Feststoffen in Flüssigkeiten, etc.
• Messkolben: Zur Herstellung von Lösungen mit exakter Konzentration (Maßlösungen).
• Kitasato-Kolben (Saugflasche): Ein dickwandiges Gefäß zur Filtration unter vermindertem Druck (Vakuumfiltration). Es dient zur Aufnahme des Filtrats.
• Einfacher Trichter: Zum Umfüllen von Flüssigkeiten von einem Behälter in einen anderen, um Verschütten zu vermeiden. Wird auch häufig bei Filtrationsvorgängen verwendet.
• Büchner-Trichter: Für die Filtration unter vermindertem Druck (Vakuumfiltration).
• Scheidetrichter: Dient zur Trennung von zwei nicht mischbaren Flüssigkeiten und wird bei der Flüssig-Flüssig-Extraktion eingesetzt.
• Tiegel: Zum Erhitzen fester Stoffe bei sehr hohen Temperaturen.
• Propipette (Pipettierhilfe): Wird verwendet, um zu vermeiden, dass giftige, ätzende oder Dämpfe emittierende Flüssigkeiten mit dem Mund angesaugt werden. Sie wird auf eine graduierte Pipette aufgesetzt.
• Spritzflasche (Pissette): Zum Dosieren von destilliertem Wasser oder Lösungen in kleinen Portionen, zum Spülen, Anspülen oder Auffüllen bis zur Eichmarke.

Halterungen und Erhitzung

• Reagenzglaszange (Mohr-Klemme): Zum Halten von Reagenzgläsern.
• Ring (Aro): Zum Halten von Trichtern und Kolben.
• Reagenzglasständer (Rack): Zur Unterstützung und Aufbewahrung von Reagenzgläsern.
• Stativ: Dient als allgemeine Halterung.
• Kugelklemme: Dient zur Befestigung von Kugeln in der Muffe und zur Unterstützung beim Aufbau von Gerätekombinationen.
• Doppelmuffe: Zum Verbinden von Ringklemmen, Kugelklemmen und anderen ähnlichen Halterungen.
• Holzklammer: Zum Halten von Reagenzgläsern beim Erhitzen.
• Bunsenbrenner: Dient als Wärmequelle.
• Drahtnetz (Metallgitter): Wird auf das Stativ gelegt, um Kolben und Bechergläser zu erhitzen und den direkten Kontakt mit der Brennerflamme zu vermeiden.
• Tondreieck (Porzellantiegel-Dreieck): Dient zur Unterstützung des Tiegels, während dieser der Brennerflamme ausgesetzt wird.

Chemische Trennverfahren

Fest-Flüssig-Systeme

Dekantieren (Abgießen)

Der Prozess, bei dem sich die feste Phase durch Sedimentation am Boden des Behälters absetzt. Anschließend wird die Flüssigphase vorsichtig abgegossen, um die Trennung zu erreichen.

Filtration

Die am häufigsten verwendete mechanische Trennmethode. Sie wird definiert als die Trennung einer festen Phase von einer flüssigen Phase mithilfe eines Filtermediums (z. B. Filterpapier oder Filterplatte). Im Labor verwenden wir Filterpapier, das gefaltet und in den einfachen Trichter eingesetzt wird. Die zu analysierende Phase wird mithilfe eines Glasstabs vorsichtig auf das Filterpapier gegossen.

Vakuumfiltration (Saugfiltration)

Die Filtration kann durch Anlegen eines Vakuums beschleunigt werden. Hierfür wird ein Büchner-Trichter verwendet, der mit Filterpapier ausgestattet ist. Der Trichter wird über einen Gummistopfen auf einen Kitasato-Kolben (Saugflasche) gesetzt. Der Kitasato-Kolben ist über einen seitlichen Anschluss mit einer Vakuumpumpe verbunden, die die Luft absaugt und so ein Vakuum erzeugt.

Zentrifugation

Das Fest-Flüssig-Gemisch wird einer Zentrifugalkraft ausgesetzt, wodurch sich die dichtere Phase (der Feststoff) schnell am Boden des Röhrchens absetzt. Dieser Vorgang wird in einer Zentrifuge durchgeführt, wobei zwei Röhrchen in entgegengesetzte Positionen eingesetzt werden: Ein Röhrchen enthält das Fest-Flüssig-Gemisch, das andere Röhrchen enthält ausreichend Wasser, um das Gewicht des ersten Röhrchens auszugleichen (Auswuchten).

Flüssig-Flüssig-Systeme

Flüssig-Flüssig-Extraktion (Batch-Extraktion)

Der Prozess, bei dem ein in einem Lösungsmittel gelöster Stoff mithilfe eines zweiten, mit dem ersten nicht mischbaren Lösungsmittels extrahiert wird, in dem der Stoff besser löslich ist. Häufig verwendete Lösungsmittel sind Wasser, Ether, Diethylether, Petrolether, Ethanol und Benzol. Die Extraktion dient zur Isolierung und Reinigung vieler Naturprodukte wie Vitamine, Alkaloide, Fette, Hormone und Farbstoffe. Dieser Prozess wird mithilfe eines Scheidetrichters durchgeführt.