Trocknen
Die im Labor verwendeten Stoffe müssen
oft frei von Feuchtigkeit sein, da das Wasser die Wägungen verfälscht,
aber auch chemische Reaktionen behindert oder verändert.
Die einfachste Möglichkeit, einen
Stoff zu trocknen, besteht darin, ihn an der Luft stehen zu lassen. Das
Trocknen erfolgt durch Verdunstung. Der Vorgang kann durch das Auflegen
auf ein Filterpapier noch beschleunigt werden. Bei stabilen anorganischen
Stoffen kann man die Feuchtigkeit auch einfach in einer Porzellanschale
abdampfen. Zum einfachen Trocknen setzt man auf Laborgefäße
ein Trockenrohr (früher auch Chlorcalciumrohr genannt), das mit wasserfreiem,
gekörntem Calciumchlorid befüllt
wird.
Aufbau und Funktionsweise
eines Exsikkators
Der Exsikkator ist ein gängiges Laborgerät
zum Trocknen und zum Aufbewahren von Stoffen. Er besteht aus einem Unterteil
und einem Deckel, der mit einem Hahn versehen ist. Der Planschliff zwischen
beiden Teilen wird mit ein wenig Parrafinöl eingeschmiert. Im Unterteil
befindet sich eine siebartig durchlöcherte Porzellanplatte, unter
der sich ein wasserentziehendes Trockenmittel befindet. In der Schule verwendet
man meist wasserfreies Calciumchlorid
oder Kieselgel. Der Deckel wird von der Seite her aufgesetzt und auch wieder
abgenommen. Zur Beschleunigung des Trocknungsvorganges kann der Exsikkator
evakuiert werden. Befindet sich ein Vakuum in dem Exsikkator, darf er wegen
der Implosionsgefahr nicht mehr transportiert werden und sollte unter einer
Schutzhaube aus Drahtnetz stehen.
In Trockenpistolen werden Flüssigkeiten
verdampft und in ein Gefäß geleitet, in dem sich die Trockensubstanz
befindet. Sie sind in den Schulen jedoch kaum verbreitet. Viel häufiger
wird der Trockenschrank benutzt (siehe >Heizen).
Vakuum-Trockenschränke lassen sich sogar evakuieren.
Destilliert man Ethanol
aus einem Ethanol-Wassergemisch, z.B. aus Wein (>Schülerübung),
gelingt es nicht, das Wasser durch Destillation
vollständig abzutrennen. Durch mehrfaches Destillieren ("Schnapsbrennen")
erhält man ein azeotropes Alkohol-Wasser-Gemisch mit ca. 95% Alkoholgehalt.
Der Wasserentzug gelingt mit einer erneuten Destillation unter Zugabe eines
wasserentziehenden Stoffes, z.B. mit gebranntem
Kalk, wasserfreiem Kupfersulfat
oder geglühter Pottasche.
Als Trockenmittel im Labor eignen sich
metallisches Natrium, wasserfreies
Calciumchlorid, Phosphorpentoxid,
wasserfreie Schwefelsäure, Kieselgel
oder wasserfreies Natriumsulfat. Bei
der Trocknung von Flüssigkeiten ist darauf zu achten, dass das Trockenmittel
nicht mit der zu trocknenden Flüssigkeit reagiert. So darf man Halogenalkane
zum Beispiel nicht mit Natrium trocknen.
Trocknen von Gasen
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Trockenrohr
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U-Rohr
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Trockenturm
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Gaswaschflasche
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Zum Trocknen von Gasen leitet man das
Gas durch ein geeignetes Trockenmittel. Werden Feststoffe als Trockenmittel
eingesetzt, verwendet man Trockenrohre, U-Rohre oder Trockentürme.
Flüssige Trockenmittel füllt man in Gaswaschflaschen, durch die
das Gas geleitet wird. Beim Waschen von Gasen werden Verunreinigungen durch
ein geeignetes Waschmittel beseitigt (Näheres siehe unter >Absorbieren).
Sauer reagierende Gase dürfen nur mit sauren Trockenmitteln und basisch
reagierende Gase nur mit alkalischen Trockenmitteln getrocknet werden.
Die folgende Tabelle gibt eine Übersicht, welche Trockenmittel für
Gase geeignet sind:
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Gas
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Formel
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geeignete
Trockenmittel: *)
|
keinesfalls
verwenden: *)
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Luft
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A, B, C, E
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Wasserstoff
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H2
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A, B, C, E
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Sauerstoff
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O2
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A, B, C, E
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Stickstoff
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N2
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A, B, C, E
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Chlor
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Cl2
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A, E
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C, D
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Chlorwasserstoff
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HCl
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B, E
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C
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Schwefelwasserstoff
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H2S
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A, D
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C, E
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Ammoniak
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NH3
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Calciumcarbonat
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A, E (!)
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Schwefeldioxid
|
SO2
|
A, B, D, E
|
C
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Kohlenstoffmonoxid
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CO
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A, B, E
|
C, D
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|
Kohlenstoffdioxid
|
CO2
|
A, B, E
|
C
|
|
Stickstoffdioxid
|
NO2
|
B, D
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C, E
|
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Ethan
|
C2H6
|
A, B, C, E
|
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Ethen
|
C2H4
|
A, B, C
|
E
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Ethin
|
C2H2
|
B, C
|
A, E
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*) Trockenmittel:
A: wasserfreies Calciumchlorid
B: Kieselgel
C: Kalium- oder Natriumhydroxid, zum Waschen
auch als Lösung
D: Phosphorpentoxid
E: Schwefelsäure wasserfrei