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Methode: Halbmikrotechnik in der Chemie meth_halbmikrotechnik.htm 7.12.2011
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Abgrenzung der Halbmikrotechnik von der Mikro- und Makrotechnik
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Halbmikrotechnik in der Chemie
Unter der Halbmikrotechnik versteht man eine Arbeitstechnik, bei der man Stoffportionen im Bereich mit um 0,1-2 mmol umsetzt. Sie wird eingesetzt, um Erkenntnisse über den Reaktionsverlauf zu gewinnen. Die Halbmikrotechnik wird gern als Vorstufe beim präparativen Arbeiten in mehrstufigen Synthesen verwendet, um Erfahrungen für die Synthese im großen Maßstab zu erhalten.
Die Größe der eingesetzten Stoffportion in der Halbmikrotechnik steht zwischen der Mikrotechnik für analytische Zwecke und der Makrotechnik für präparative Umsätze.
Im Schullabor fand die Halbmikrotechnik von je her bei Gasuntersuchungen mit dem Kolbenprober Verwendung. Gase mit bis zu 60 mL werden im Halbmikromaßstab in Kolbenprobern aus der Medizintechnik auffangen. Für größere Gasvolumina stehen Kunststoffbeutel bis zu 2 Liter zur Verfügung.
Die Medizintechnik, bei der bevorzugt Kunststoff und Metall eingesetzt werden, ist durch Übergansstücke von Glasrohr auf Luer-Lock-Verbindungen in die Halbmikrotechnik integriert.
Die Vorteile gegenüber der Makrotechnik:
- Lagerung der Einzelteile nimmt weniger Raum ein.
- Sortierung in "Gerätesätzen" führt zur Übersichtlichkeit
- Aufbau und Abbau von Apparaturen schneller durchgeführt.
- Die Verwendung von speziellen Federklammer erlaubt schnellen Aufbau von komplizierten Apparaturen auch durch Ungeübte.
- Durch Verwendung von Schraubkappen mit Silikon/PTFE-Dichtungen ergibt sich große Biegetoleranz, der Glasbruch ist geringer.
- Bekannte Arbeitstechniken und Geräteformen bleiben erhalten.
- Chemische Operationen (Aufheizen, Abkühlen, Destillieren, Filtrieren) sind schneller durchgeführt. Die Einstellung von chemischen Gleichgewichten bleibt davon unberührt.
- Gefährdung durch unvorhergesehene Reaktionsverläufe wird geringer.
- Durch Zeiteinsparung wird die Wiederholbarkeit und damit die Prüfung auf Reproduzierbarkeit erhöht.
- Dadurch erlang man schneller die nötige Laborerfahrung. Sie besteht in der Fertigkeit sichere Laborversuche zu planen und durchzuführen und bildet die Grundlage der Fähigkeit zum sicheren und sachgerechten Umgang mit Stoffen.
- Bevorratung, Lagerung und Entsorgung von Chemikalien sind kostengünstiger.
- Nebenkosten für Verbrauchsmaterial, Kühlwasser, elektrische Energie, Pumpen, Versorgung mit Laborgasen werden reduziert.
- Aufwendige Abzugtechnik wird vermieden.
- Darstellungsmöglichkeit für großes Publikum durch Projektion oder Video
- Herkömmlichen Arbeitsmethode der Makrotechnik zur Stofftrennung und Stoffhandhabung (Destillation, Filtration, Extraktion u.a.) bleiben weiterhin anwendbar.
- Präparative Techniken aus der Makrotechnik sind übertragbar. Es stehen "anschauliche Mengen" zur Verfügung.
- Mehrstufige Reaktionsfolgen sind möglich.
Speziell mit der Halbmikrotechnik nach dem System Häusler (diese Website) können ohne Probleme geschlossene Apparaturen aufgebaut werden. In geschlossenen Apparaturen behält man die vollständige Kontrolle über den chemischen Umsatz. Auch die Entsorgung aller entstandenen Produkte noch in der Apparatur wird möglich.
Die Halbmikrotechnik nach Dr. Häusler erfüllt die Forderung der Gefahrstoffverordnung (alte Fassung) §19 Absatz 1 (geschlossene Apparatur).
Durch Verwendung von Stoffportionen von 0,1-2 mmol können wesentlich kleinere Apparaturen eingesetzt werden.
Bild: Rangfolge für sicheres Arbeiten (Julia Häusler)
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Autor (Text): |
Klaus-G. Häusler |
Bildquelle: |
Julia Häusler |
 Harald Schäfer, Dietrich Bauer, Claus Brendel: Chemische Experimente in Projektion; Chiuz, 4(2), S. 109-155, 1968 (s.a.  ) |
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