Kühler, Kolonnen  Zum Expertenwissen

Kühler und Kolonnen sind ideal für die Destillation

Unter den Glasbauelementen für den allgemeinen Laborbedarf sind  Kühler und Kolonnen sowie das entsprechende Zubehör immer gefragt, wenn es um die Destillation geht. Die Destillation ist ein Verfahren, um Stoffgemische und Lösungen zu trennen. Ein Gemisch aus Flüssigkeiten wird verdampft, wobei sich die Stoffe in der Reihenfolge ihrer Siedepunkte verflüchtigen und wieder kondensieren. Der Stoff mit der niedrigsten Siedetemperatur ist im Dampf enthalten, wird über einen Kühler geleitet, kondensiert dort zuerst und wird in einem zweiten Glas aufgefangen. Das im Versuchsaufbau integrierte Thermometer zeigt dabei das Ende der Destillation an, wenn die Temperatur über dem Siedepunkt des am leichtesten verdampfbaren Stoffs liegt.
Allgemein ist es so, dass man die Siedetemperaturen durch eine Abnahme des Umgebungsdrucks senken kann, weshalb manche Kühler auch auf das Arbeiten mit einem Vakuum ausgelegt sind.

Kühler

Kühler werden zur Kondensation von Gasen und Dämpfen in Laborsystemen genutzt. Je nach Temperatur und Verwendungszweck werden unterschiedliche Kühler verwendet, wobei entweder das Produkt kondensiert wird oder auch ein Rückfluss des Dampfes in die Ursprungslösung mittels senkrechter Rückflusskühler erfolgt. Es sind unter anderem folgende Kühlerarten zu unterscheiden:

Der Destillationskühler besteht aus einem zylindrischen Doppelrohr, wobei der Dampf in der Mitte absteigt und die Kühlflüssigkeit außen vorbei läuft. Destillationskühler, auch Liebig-Kühler bezeichnet, laufen etwa im 45 Grad Winkel als Diagonalkühler vom senkrechten Anschluss an einen Destillierkolben nach unten zum Auffanggefäß.

Der Dimrothkühler, auch Schlangenkühler genannt, führt dagegen das Kühlwasser in einer Glasspirale und hat somit eine erheblich größere Kühlfläche. Statt der Glasspirale gibt es auch Edelstahlspiralen (Edelstahlkühler) oder Kühler, deren Spirale ohne weitere Umwandung in einen bauchigen Kolben gehängt wird (Glastauchkühler). Bei Kugelkühlern ist die Innenwand des Liebig-Kühlers mehrfach kugelförmig geformt und mit dünnen Röhrchen verbunden, was ebenfalls eine leichte Erhöhung der Kühlfläche zur Folge hat. Zur Kondensation kleinster Mengen wird ein Kühlfinger benutzt.

Kolonnen

Kolonnen bestehen aus zylindrischen Glasbehältern, die mehrere hintereinander ablaufende Destillationen durch Gegenströme von Flüssigkeit und Gas oder Dampf in mehreren Stufen zulassen wie etwa bei der Rektifikation.
Mögliche Varianten der Kolonnen sind beispielsweise:

• die Hempel-Kolonne mit Füllkörperträgern,
• die Vigreux-Kolonne mit sehr großer gefalteter Innenoberfläche,
• den Kolonnenkopf zum Abführen der leichtesten Gase oder
• Raschigringe, die dem Dampf beim Aufsteigen behindern und so etwa zu hochprozentigen Alkoholdestillationen führen.