Luft dehnt sich beim Erhitzen aus

Experiment Offene Apparatur bestehend aus Quarzglas, T-Stück als Wasserfalle, pneumatische Wanne; Verbindung GL-Gewinde und PTFE/Silikonstopfen

 

1. Apparatur
2. Abwägung
3. Bewertung
4. Literatur

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Apparatur:

Apparatur a29

Bild 1: Apparatur mit Wasserfalle
der Gefahr des Gasaustritts

 

Apparaturteile:

A Quarzglührohr
B T-Stück als Wasserfalle
C Gasableitungsrohr
D pneumatische Wanne
E 2 Reagenzgläser
F Gasbrenner

Stoffe:

1,2 Luft
3 Luft und Wasser (in D)
   nur Wasser in E

Abwägung:

Vorteil

gegenüber der vorherigen Apparatur

Nachteil

noch zu beseitigen durch folgende Apparatur

Quarzrohr ist temperaturstabiler als Reagenzglassorten FIOLAX oder Duran Quarzglas ist wesentlich teurer als Laborglas.
Quarzglas erlaubt Temperaturuntersuchung bis über 1200°C und kann deshalb mit dem Laborgasbrenner nicht überhitzt werden. Quarzglas rekristallisiert bei längerem starken Glühen und wird blind, besonders, wenn es zuvor mit blößen Händen angefasst wurde.
kleineres Volumen läst beim Abhühlen nur kleine Volumina zurücksteigen. Bei Temperaturabnahme steigt unter Umständen mehr Wasser zurück als die Wasserfalle (B) aufnehmen kann.
stabiler Aufbau, der ohne Festhalten mit einer Reagenzglasklammer zu benutzen ist. Kann aber auch mit mit Reagenzglasklammer verwendet werden. höhere Kosten für die einmalige Anschaffung von Stativmaterial
  Jede einzelne Apparatur muss bei parallelen Schülerübungen von der Lehrkraft überwacht werden können, um vor dem Entfernen des Gasbrenners (B) das Rohr aus der pneumatischen Wanne nehmen zu lassen.
  Giftige Gase können in die Umgebung austreten.
  Die Apparatur ist nicht geeignet zur Untersuchung von Gasen, die stark in der Sperrflüssigkeit der pneumatischen Wanne löslich sind ( z.B. Ammoniak, Chlorwasserstoff, Schwefeldioxid)
Bewertung:
Durch die Minimierung der zu erhitzenden Stoffmenge "Luft", wird auch das Risiko des Zurücksteigens von Wasser (Sperrflüssigkeit) aus der pneumatischen Wanne drastisch verringert. Das Zwischenschalten eines T-Stücks als Wasserfalle verhindert das unbeabsichtigte Zusammentreffen von kalten Wasser und glühendem Quarzrohr. So wird eine explosionsartige Wasserdampfentwicklung vollends verhindert. Durch Verwendung von Quarzglas als Ersatzstoff für Laborglas ist ein Überhitzen durch einen normalen Laborgasbrenner unmöglich. Durch Quarz erhöht sich auch die Temperaturwechselbeständigkeit, so dass Spannungsrisse im Glührohr ausgeschlossen sind. In Kauf genommen werden müssen, der höhere Preis von Quarz, die Neigung zum Rekristallisieren und die geringere chemische Beständigkeit von Quarz gegenüber alkalischen Stoffe.
Literatur

Autor (Text):

Klaus-G. Häusler

© 2010 HMTC-Halbmikrotechnik Chemie;  Klaus-G. Häusler info. at .halbmikrotechnik.de