Methode: Beurteilung der Tauglichkeit von Apparaturen

meth_apparatur_tauglichkeit.htm 09.07.2011

Inhalt

1. Vorgabe der Gefahrstoffverordnung
2. Druckprüfung (Probe auf Dichtigkeit)
3. Materialprüfung

Literatur

 

1. Vorgabe der Gefahrstoffverordnung

Um Gefährdungen durch Chemikalien zu vermeiden, muss eine chemische Apparatur hohen Sicherheitsansprüchen genügen.

  1. Eine chemische Apparatur muss das Austreten von Chemikalien verhindern.
  2. Wenn das nicht möglich ist, weil z.B. eine Reaktion mit Luft erwünscht ist, dürfen keine umweltgefährdende Stoffe aus der Apparatur entweichen.
  3. Der Abzug ist kein Bestandteil einer Apparatur und darf nicht von vornherein im Experiment eingeplant sein. Der Abzug ist ein redundantes Sicherheitssystem, das im Falle eines unvorhersehbaren Ereignisses giftige Gase erfasst und wenn möglich im Umluftverfahren entgiftet. Sollte das nicht möglich sein, ist für ausreichende Verdünnung durch Ansaugen großer Luftmengen zu sorgen.
  4. Die Apparatur sollte so konstruiert sein, dass sie auch während der chemischen Reaktion unbeaufsichtigt bleiben kann.
  5. Zwischen Reaktionsräume mit stark von einander abweichenden Reaktionsbedingungen gehört ein Puffervolumen. Das muss so groß gewählt sein, dass die Stoffe beim Übertreten aus den benachbarten Gefäßen vollständig aufgenommen werden kann.
  6. Eine chemische Apparatur sollte von einer Person nach Möglichkeit mit einer Hand bedient werden können. Die zweite Hand steht dann für Hilfsmaßnahmen bei unvorhergesehenen Ereignissen zur Verfügung.
  7. Von Beginn an und während der chemischen Reaktion sind Stoffe und Hilfsmittel bereitzuhalten, die die chemische Reaktion stoppen können. In der Regel sind das die Antagonisten der Stoffe und Reaktionsbedingungen, die chemische Reaktion einleiten. Solche Antagonistenpaare sind z.B. 
    - Säure - Base; 
    - Zentralatom - Ligand; 
    - Reduktionsmittel - Oxidationsmittel; 
    - Druck-Unterdruck; 
    - Hitze-Kälte.
  8. Vor Beginn der chemischen Reaktion muss für die sachgerechte Entsorgung der entstehenden und überschüssigen Stoffe gesorgt sein.

  2. Druckprüfung (Probe auf Dichtigkeit)

Eine Apparatur darf nur dann mit Chemikalien befüllt werden, wenn die Funktionsfähigkeit überprüft wurde. Dazu gehört bei geschlossenen Apparaturen, dass sie so lange wie das eigentliche Experiment, dauert dichthalten muss.

Dazu überprüft man die Apparatur mit einem leichten Unterdruck und Überdruck, ob das Gasvolumen in der Apparatur konstant bleibt.

Soll eine Apparatur, die bereits mit einem giftigen Gas gefüllt ist, auf Dichtigkeit geprüft werden, so stellt man einen nahezu gleichgroßen Unterdruck her. Wenn keine Luft eindringt, kann man davon ausgehen, dass die Apparatur auch einem gleich großen Überdruck standhält. Da der Unterdruck nur 1 atm betragen kann, sind auf diese Weise nur Apparaturen auf überdruck bis 2 bar zu überprüfen.

Teilgeschlossenen Apparaturen, bei denen noch Luft eintreten oder austreten kann, verschließt man vorübergehend zum Zweck der Prüfung auf Dichtigkeit.

3. Materialprüfung

Die verwendeten Materialien der Apparatur überprüft man getrennt darauf, ob sie den auftreten Temperaturen, Drucken und chemischen Belastungen während des Experimentes standhalten können. Diese Prüfung setzt erhebliche Laborerfahrung voraus. Bis man diese erreicht hat, sollte man wegen der möglichen unerwarteten Zwischenfälle eine großzügige Sicherheitsreserve einplanen.

   

Lieratur

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Klaus-G. Häusler; haeusler[at]muenster[dot]de
meth_apparaturtauglichkeit.htm; 23.07.2011