Übersicht
der verschiedenen Energiequellen |
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| Erdgas: |
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Gas wird heute
fast ausschließlich als Erdgas eingesetzt, das im Erdöl
gelöst ist oder in Gasblasen in der Nähe von Erdölfeldern
vorkommt. Es hat das Leucht- oder Heizgas abgelöst, das
durch trockene Destillation von Steinkohle gewonnen wurde.
Wegen des im Leuchtgas enthaltenen Kohlenstoffmonoxids ist
bei seiner Verwendung Vorsicht geboten.
Die im Gas gespeicherte
Energie wird als Wärmeenergie freigesetzt, wenn man das
Gas mit Luft mischt und verbrennt. Dazu wurden Brenner konstruiert,
die sich in ihrer Bauweise und den mit ihnen erreichbaren
Temperaturen unterscheiden. Sie bestehen aus dem Fuß
mit Gasanschluß und Regulierschraube oder Hahn, der
Düse und dem Mischrohr mit regelbarer Luftzuführung.
Für normale Heizzwecke werden im Labor der Bunsenbrenner
und der Teclubrenner am häufigsten verwendet.
Sie unterscheiden sich in ihrer Luftzuführung und in
der Form der Mischrohre. Beim Teclubrenner wird die Luft von
unten in das Mischrohr eingeführt, beim Bunsenbrenner
von der Seite. Das Mischrohr ist beim Teclubrenner nach unten
konisch erweitert und hat einen größeren Durchmesser.
Dadurch wird eine intensivere Durchmischung der Gase und daher
eine höhere Flammentemperatur als beim Bunsenbrenner
erreicht.
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weitere Abbildungen
unter Laborgeräte/Heizgeräte
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Die mit den
Brennern erzeugte Flammentemperatur läßt sich durch
die Luftzuführ regulieren. Reines Gas erzeugt eine leuchtende,
nichtrauschende Flamme ohne Kegel. Die Temperaturverteilung
innerhalb dieser Flamme zeigt die Abbildung oben. Mischt man
dieser Flamme Luft zu, dann geht sie in eine nichtleuchtende,
rauschende Flamme mit blauem Kegel über, die wesentlich
heißer ist. Das Rauschen wird durch kleine Explosionen
in der Flamme hervorgerufen.
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Elektrischer
Strom:
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Heizgeräte, die
im Labor mit elektrischem Strom betrieben werden, sind in
erster Linie Heizplatten, Trockenschränke und speziell
für Glaskolben konstruierte elektrische Heizkörbe.
Der Vorteil der elektrischen Heizung liegt in der leichten
Regulierbarkeit der Wärmezufuhr durch Kontaktthermometer
und Relais. Bei Verwendung der Heizkörbe bleiben die
Glaskolben von außen sauber.
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Wasserdampf:
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Wasserdampf wird im Labor
eingesetzt, um Dampfbäder zu heizen oder Wasserdampf-destillationen
durchzuführen. Die Verwendung von Dampfbädern empfiehlt
sich besonders zum Abdampfen leicht brennbarer Flüssigkeiten,
da diese sich hierbei (im Gegensatz zum Gebrauch von Brennern
oder elektrischen Heizgeräten!) nicht entzünden
können. Der für diese Zwecke benutzte Dampf ist
Niederdruckdampf mit einer Temperatur von etwa 150'C und einem
Druck von 3 bar. Daneben dienen noch Hochdruckdampf (220-260°C
und 15 bar) und Höchstdruckdampf (500'C und 180 bar)
als Energieträger.
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Wichtige
Heizbäder: |
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Übersicht:
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| Badtyp |
Übertragungsmedium |
erreichbare
Temperatur (in °C) |
| Luftbad |
Drahtnetz |
bis
1500 |
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Babotrichter |
bis
1500 |
| Flüssigkeitsbad |
Wasser |
bis
100 |
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Salzlösung
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bis
110 |
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Öl |
bis
250 |
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Paraffinöl
|
bis
250 |
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Metallegierungen |
80-500 |
| Feststoffbad |
Sand |
bis
2000 |
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Graphit |
bis
2000 |
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| Luftbäder: |
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Die Luftbäder bewirken
eine sehr schlechte Verteilung der Wärme. Selbst der
Babotrichter gewährleistet nicht, daß die den Kolben
umströmende Luft gleichmäßig erhitzt wird.
Andererseits können mit Luftbädern sehr hohe Temperaturen
erreicht werden.
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Wasserbad:
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Das Wasserbad ist mit
einem Niveauregler ausgestattet, der den Wasserzulauf so reguliert,
daß der Wasserstand im Bad stets gleich hoch ist. Als
Dampfbad läßt es sich benutzen, wenn man den zu
beheizenden Kolben in den Dampfraum darüber hängt.
Man benutzt Wasserbäder vor allem, um entzündliche
Flüssigkeiten zu erwärmen. Einfache Ausführungen
eines Wasserbades sind mit Wasser gefüllte Töpfe
oder Glasschalen, die erhitzt werden. In diesen Fällen
ist darauf zu achten, daß die entzündlichen Dämpfe
(z.B. Ether) nicht mit der Heizquelle in Berührung kommt.
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| Ölbäder: |
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Ölbäder
verschmutzen die zu erwärmenden Gefäße und
werden mit der Zeit durch Verunreinigungen und Verharzungen
selbst unbrauchbar. Dies zeigt sich an ihrer immer dunkler
werdenden Färbung. Kommt Wasser in ein Ölbad, dann
schäumt es beim Erhitzen.
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| Metallbäder: |
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Metallbäder sind
vor dem Gebrauch fest. Sie müssen an einer Stelle aufgeschmolzen
werden, damit kein Druck in der Schmelze entsteht. Wird das
Bad nicht mehr gebraucht, so müssen alle eingetauchten
Gegenstände (Kolben, Thermometer usw.) herausgenommen
werden, bevor die Schmelze erstarrt. Andernfalls werden sie
von dem erstarrenden Metall eingeschlossen und können
nicht aus dem Bad herausgenommen werden.
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| Sandbäder: |
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Sandbäder erlauben
zwar die Verwendung sehr hoher Temperaturen, doch sind sie
schlechte Wärmeleiter. Dies hat eine ungleichmäßige
Erwärmung der Reaktionsgefäße zur Folge, und
Glas- oder Porzellangeräte zerspringen leicht.
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| Graphitbäder: |
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Graphitbäder dagegen
sind ausgezeichnete Wärmeleiter, aber ihre Umgebung verstaubt
bei der geringsten Luftbewegung.
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