Helveticus chemisches Laboratorium

Ein chemisches Laboratorium in der Kiste

Diese Anleitung stammt aus dem Helveticus Schweizer Jugendbuch Band 16 von 1956. --suntri 23:32, 28. Jan. 2011 (CET)

• 

Mancher von euch möchte von Herzen gerne zu Hause chemische Versuche anstellen. Er beschafft sich Flaschen, Glasröhren, eine Spirituslampe und was er sonst noch mit seinem Taschengeld bestreiten kann und beginnt frisch und fröhlich zu experimentieren. Leider dauert die Herrlichkeit gewöhnlich nicht lange. Unbesorgt vor lauter Eifer, hat der junge Chemiker irgendein Zimmer als Labor gewählt; Scherben und auslaufende ätzende Flüssigkeiten richten darin bald manchen Schaden an Möbeln und Teppichen an, falls er nicht schon vorher wegen des lästigen Geruches an die frische Luft gesetzt wurde. Noch eine andere Schwierigkeit stellte sich ein: meist findet der junge Pröbler nirgends Platz, seine Gläser mit den oft nicht ganz ungefährlichen Stoffen so unterzubringen, ohne dass sie den Angehörigen und ihm selbst im Wege stehen oder gar Schaden anrichten.

Da gibt es denn nur einen Ausweg: Das Labor in der Kiste! Ja, man kann die Dinge,. die man zu seinen chemischen Versuchen braucht, ganz gut und bequem in einer Kiste unterbringen, die sich im Keller, wo der «Laborgeruch» niemanden stört, verstauen lässt. Und als Raum zum Experimentieren benützt man eine freie Ecke im Keller nahe beim Fenster, wo man einen alten Tisch mit Stuhl aufstellen kann. Auch eine grosse Kiste kann als Tisch dienen. Die Waschküche eignet sich ebenfalls als Arbeitsraum, falls sie nicht von mehreren Mietern des gleichen Hauses benützt wird, denn fliessendes Wasser in der Nähe zu haben, ist ein grosser Vorteil. Schliesslich kommt auch eine Veranda oder eine unbewohnte Mansarde in Betracht. Eines aber merke man sich: In einem Zimmer, das zum Wohnen oder zum Schlafen benützt wird, dürfen weder chemische Versuche angestellt noch Chemikalien aufbewahrt werden.

Nun sollt ihr hören, was man für das Kistenlabor braucht und wie man die wichtigsten Geräte leicht selber herstellen kann.

• 

  Abb. 1. Das Laboratorium in der Kiste

Abbildung 1 zeigt, Was in der Kiste alles Platz findet. In dieser Zeichnung sind die Vorderwand und die linke Seitenwand der Kiste weggelassen um einen besseren Überblick zu bekommen Die Kiste ist inwendig 50cm lang und 38cm breit. Die Tiefe vom Boden bis zur Öffnung beträgt 17cm, Während der Deckel etwa 5cm tief ist. Diese Masse werden durch die Länge der beiden Flaschengestelle und des Reagenzglasgestells bedingt. Die Kiste grösser zu wählen, ist nicht ratsam, weil sie sonst zum Tragen unhandlich wird. Will man sie kleiner haben, so müssen die Flaschengestelle, das Reagenzglasgestell und das Stativ kürzer gemacht werden.

Es sei euch überlassen eine alte, aber noch gut erhaltene Kiste zu verwenden oder eine neue "nach Mass" anzufertigen. Das Selbermachen ist günstiger, denn man kann Form und Grösse genau der vorhandenen Ausrüstung anpassen. Mit zwei Messingscharnieren befestigt man den Deckel an der Kiste. Steht zu befürchten, dass kleinere Geschwister zu dem "gefährlichen Behälter" gelangen können, so sei euch dringend angeraten, ein Schloss anzubringen.

Die Flaschengestelle

• 

  Abb. 2. Eines der beiden Flaschengestelle

Wie die Abbildung 2 zeigt, werden die beiden Flaschengestelle aus fünf Brettchen mit Nägeln zusammengefügt. Für die beiden 18cm hohen und 6cm breiten Griffbrettchen an den Enden des Gestells und für den Boden verwendet man am besten Tannenholz, für die beiden langen Seitenbrettchen dünnes Sperrholz. Bei der Anschaffung der Flaschen ist darauf Rücksicht zu nehmen, dass deren Durchmesser nicht mehr als 6cm beträgt, weil sie sonst im Gestell keinen Platz finden.

Für Flüssigkeiten gebraucht man Flaschen mit engem Hals, für feste Stoffe wie Pulver solche mit weitem Hals. Starke Säuren, wie Schwefelsäure und Sa1zsäure dürfen nur in Flaschen mit eingeschliffenem Glaspfropfen aufbewahrt werden, weil Korkpropfen rasch zerfressen werden. Starke Alkalien, wie Natronlauge, verschliesst man besser mit Gummipfropfen, denn Glaspfropfen kitten im Flaschenhals leicht fest.

Das Reagenzglasgestell

• 

  Abb. 3. Das Reagenzglasgestell

• 

  Abb. 4. Die Holzteile für das Reagenzglasgestell

Dieses dient sowohl zum Einstellen wie zum Trocknen und Aufbewahren der Reagenzgläser. Abbildung 3 zeigt das fertige Gestell, Abbildung 4 Form und Grösse der einzelnen Holzteile. Ihr könnt etwa 6mm starkes Tannenholz verwenden; besser eignet sich Hartholz. Sperrholz ist ungeeignet, weil es Nässe nicht verträgt. Die Grösse der Löcher im Boden und im Zwischenstück erseht ihr aus der Abbildung; sie werden mit der Laubsäge ausgeschnitten. In die kleinen Löcher im Boden sind 17cm lange Holzstäbchen einzuleimen, die ihr aus Tannenholz schnitzt.

Der Zusammenbau erfolgt so, dass ihr die Stellen, die übereinander zu liegen kommen, mit Leim bestreicht und die Teile überdies mit kleinen Nägeln verbindet. Das hält besser als blosses Nageln.

Das Stativ

• 

  Abb. 5. Das Stativ

• 

  Abb. 6. Grundbrett und Stab für das Stativ

• 

  Abb. 7. Die Stativklemme; der eine Klemmenteil muss noch an die Wäscheklammer geleimt werden

• 

  Abb. 8. Die Klemme, von oben gesehen

• 

  Abb. 9. Wie der Draht für den Stativring gebogen wird

Abbildung 5 zeigt das Stativ. Die eingeschobene Klemme wird zum Halten von Reagenzgläsern, Kochkolben usw. gebraucht, der darüber eingeschobene Stativring zum Filtrieren, zum Auflegen des Drahtnetzes beim Kochen usw. Das Grundbrett schneidet ihr aus 2cm dickem Tannenholz. An der einen Schmalseite befestigt ihr von der unteren Seite des Brettes her mit zwei Schrauben ein dickes Klötzchen. Dieses erhält eine Durchbohrung, die gerade so weit ist, dass sich eine etwa 8cm lange Schraube mit Flügelmutter hindurchstecken lässt, wie aus Abbildung 6 oben hervorgeht.

Der Stativstab, den ebenfalls Abbildung 6 zeigt, besteht aus Tannenholz und erhält an seinem unteren Ende ein gleich grosses Bohrloch zum Durchstecken der Flügelmutterschraube, so dass er leicht abnehmbar am Klötzchen des Grundbrettes befestigt werden kann.

Nun beschafft ihr euch zwei Stücke Rundholz von etwa 1cm Durchmesser und je 20cm Länge. Ihr könnt euch diese runden Stäbe auch selbst mit dem Messer zurechtschnitzen und mit grobem Glaspapier schön rund und glatt schleifen. Der Stativstab wird nun, wie aus Abbildung 6 hervorgeht, an sieben verschiedenen Stellen durchbohrt. Da durch diese Löcher die Rundhölzer zu stecken sind, müssen sie ebenso weit sein, wie diese dick sind. Wer über keinen genügend dicken Bohrer verfügt, lässt die Löcher vom Schreiner bohren; ihr gegenseitiger Abstand soll je 5cm betragen.

Wie die Stativklemme aus zwei dünnen Hartholzbrettchen nebst einer Wäscheklammer und zwei aus Flaschenkorken geschnittenen rechteckigen Korkstücken hergestellt wird, geht aus den Abbildungen 7 und 8 hervor. Die Korkstücke leimt ihr mit einem wasserunlöslichen Leim (Cementit) an den Brettchen fest. Auch die Wäscheklammer wird mit dem gleichen Leim an den Brettchen befestigt. Günstiger als eine Wäscheklammerist ein hölzerner Reagenigiashalter, der in Geschäften für Laboratoriumsbedarf für ein paar Rappen erhältlich ist. Die fertige Klemme schraubt ihr an das Ende des Rundholzes, nachdem zuvor dessen Rundung etwa 4cm lang einseitig abgefeilt wurde.

Für den Stativring verwendet ihr 4mm starken galvanisierten Eisendraht, der nach Abbildung 9 geformt und mit Hilfe eines dünnen Drahtes am Ende des Rundholzes befestigt wird.

Der Dreifuss

• 

  Abb. 10. Link: Drahtform; recht: der fertige Dreifuss

Dieser wird nach Abbildung 10 aus 4 mm starkem galvanisiertem Eisendraht oder gleich starkem Kupferdraht hergestellt. Mit Hilfe einer starken Zange - noch besser mit Hilfe eines Schraubstockes - biegt ihr das 135cm lange Drahtstück in die aus der Zeichnung ersichtliche Form. Damit der obere, ringförmige Teil hernach keine Verbiegungen aufweist, legt ihr das zurecht gebogene Drahtgestell verkehrt auf eine ebene Unterlage und bearbeitet es mit dem Hammer. Die Enden des Drahtes müssen in eines der Beine zu liegen kommen. Mit dünnerem Draht werden nun die oberen Enden der Beine kräftig umwunden und die Drahtenden auf der inneren Seite der Beine zusammengedreht.

Die Spirituslampe

• 

  Abb. 11. Spirituslampe mit Blechbüchschen als Löscher

• 

  Abb. 12. Wie die Blechteile für den Brenner geschnitten werden

• 

  Abb. 13. Die beiden Blechteile des Brenners, von unten gesehen

Findet sich im Haushalt kein alter Spiritusbrenner, so könnt ihr euch auch aus einem niedrigen Fläschchen mit weiter Öffnung eine brauchbare Spirituslampe herstellen. Wie ihr dabei vorzugehen habt, zeigen die Abbildungen 11, 12 und 13. Die Teile für den Brenner schneidet man aus dem Blech einer Konservenbüchse aus Aluminium mit Hilfe einer alten Schere; den runden Ausschnitt stanzt ihr mit einem alten spitzen Messer heraus. Abbildung 12 zeigt, wie die beiden Teile geformt werden. Die nach. innen und in der Mitte rechtwinklig zu biegenden drei Ansätze des rundes Teiles greifen in den Flaschenhals hinein. Den andern Blechteil biegt ihr zum Dochtröhrchen. Den Docht könnt ihr fertig kaufen; er lässt sich aber auch aus Baumwollfäden zusammendrehen. Zum Löschen der Flamme benötigt ihr noch ein kleines Blechbüchschen, das sich über den Flaschenhals stülpen lässt. Das Büchschen verhütet überdies das schnelle Verdunsten des Spiritus beim Nichtgebrauch der Lampe.

Die Waage

• 

  Abb. 14. Die Waage

• 

  Abb. 15. Die Einteilung des Waagebalkens

• 

  Abb. 16. Das Lager, in dem sich der Waagebalken dreht. Links: Blechform; Mitte: einmal zusammengefaltete Form mit Bohrungen; rechts: fertig gefaltetes Lager

• 

  Abb. 17. Waagebalken und Lager, von der Seite

• 

  Abb. 18. Geldstücke als vergleichsgewicht für die Herstellung des Gewichtsatzes

• 

  Abb. 19. Die aus Draht hergestellten Gewichte

Die genauen Gewichte der Schweizer Geldmünzen sind auf der Webseite der Schweizerischen Nationalbank zu lesen [1].

• 5 Rappen = 1.80g
• 10 Rappen = 3.00g
• 20 Rappen = 4.00g
• 50 Rappen = 2.2g
• 1 Franken = 4.40g
• 2 Franken = 8.80g
• 5 Franken = 13.2g

Und hier gleich noch die Euromünzen [2]:

• 1 Cent = 2.30g
• 2 Cent = 3.06g
• 5 Cent = 3.92g
• 10 Cent = 4.10g
• 20 Cent = 5.74g
• 50 Cent = 7.80g
• 1 Euro = 7.50g
• 2 Euro = 8.50g

--suntri 23:03, 28. Jan. 2011 (CET)

An Material für die Waage, die Abbildung 14 zeigt, brauchen wir ein harthölzernes Brettchen von etwa 4mm Dicke, Blech einer eisernen Konservenbüchse, Stecknadeln aus Stahl, zwei flache Blechdosen oder deren Deckel, und dünne Schnur. Die Abmessungen des Waagebalkens gehen aus Abbildung 15 hervor. Die darin angegebenen gestrichelten Linien werden mit einem spitzen Bleistift auf das Holz gezeichnet. Die drei Nadeln werden so weit durch das Brettchen gedrückt, dass die Spitze auf der Rückseite heraustritt; wichtig ist dabei, dass sie genau senkrecht zum Brettchen zu stehen kommen. Die mittlere Nadel steht ein Millimeter oberhalb der Kreuzungsstelle der Linien im Holz.

Unterstützt ihr jetzt die Enden der mittleren Nadel mit zwei Fingern, so muss der Balken in waagrechter Stellung zur Ruhe kommen, weil die mittlere Nadel über der Mittellinie steht. Stellt er sich schief, so ist die eine Seite des Balkens von der mittleren Nadel aus gesehen schwerer als die andere, und man muss diesen Fehler durch Abschleifen des schwereren Balkenendes beheben.

Abbildung 16 zeigt, wie das Blech für das Lager, in dem sich der Balken dreht, zu schneiden und zu biegen ist. Die beiden Lagerbleche, die zum Aufhängen der Waagschalen dienen, werden etwas kleiner geschnitten. Man faltet die Blechstreifen in der Mitte, bohrt an beiden Enden ein Loch durch das doppelt gelegte Blech und spreizt dann die Blechschenkel in die angegebene Form. Die Löcher, die auch mit einem Nagel durchgeschlagen werden können, sollen wesentlich grösser sein, als die Nadel dick ist, weil dadurch die Reibung herabgesetzt wird. Damit beim Wägen der Balken nicht mit den Blechen in Berührung kommen kann, windet ihr um die Nadeln beidseitig des Balkens einen dünnen Draht, der die Lagerbleche vom Holz des Balkens entfernt hält, wie aus Abbildung 17 hervorgeht.

Die als Waagschalen dienenden Blechdosen werden mit dünnen Schnüren an den Lagerblechen befestigt. Befindet sich nun die Waage nicht im Gleichgewicht, so könnt ihr sie durch weiteres Abschleifen des schwereren Endes des Waagebalkens oder durch Anhängen eines Drahtstückes an die Stelle, wo die drei Halteschnüre zusammengebunden werden, ausbalancieren. Zum Wägen wird die Waage in der Hand gehalten.

Die Gewichtsstücke, die ziemlich teuer zu kaufen sind, lassen sich aus mehr oder weniger dicken Kupferdrahtstücken anfertigen. Als Vergleichsgewichte eignen sich Geldstücke, auf deren Schwere man sich ziemlich verlassen kann. Aus Abbildung 18 ist das Gewicht unserer Geldstücke zu ersehen. An Gewichtsstücken zum Wägen benötigt ihr:

• 1 mal 50g
• 1 mal 20g
• 2 mal 10g
• 1 mal 5g
• 1 mal 2g
• 3 mal 1g
• 1 mal 0.5g
• 1 mal 0.2g
• 3 mal 0.1g

Wie die einzelnen Drahtstücke durch Winden um einen runden Gegenstand zu handlichen Spiralen geformt werden, zeigt Abbildung 19. Für die Gewichte von 5 bis 50g verwendet ihr 5mm dicken weichen Kupferdraht, von dem ihr ein 60cm langes Stück benötigt. Folgende Drahtlängen entsprechen ungefähr diesen Gewichten:

• 5g-Gewicht = 2.85cm
• 10g-Gewicht = 5.70cm
• 20g-Gewicht = 11.4cm
• 50g-Gewicht = 28.5cm

Mit der Laubsäge und Metallsägeblatt schneidet ihr diese Längen, denen ihr noch etwa 2mm zugeben müsst, vom Drahte ab. Dann gebt ihr jedes Stück einzeln auf die Waage und vergleicht es durch Auflegen entsprechender Geldstücke. Durch Abfeilen an den Drahtenden bringt ihr die Stücke auf das rechte Gewicht. Für die Gewichte von 2g und darunter ist Kupferdraht von 1mm Dicke zu verwenden. Ihr schneidet von einem etwa 30cm langen Drahtstück so viel kleine Stückchen ab, bis das Gleichgewicht mit einem Fünfrappenstück das 2g-Gewicht ergibt. Durch genaues Ausmessen der Drahtlänge lässt sich hierauf die Länge der erforderlichen Stücke von 1g bis 0.1g leicht errechnen. Damit die Stücke nicht verwechselt werden, gebt ihr sie in eine flache, in Fächer eingeteilte Schachtel, auf deren Boden Form und Grösse der Stücke nebst deren Gewicht eingezeichnet sind.

Ausser diesen selbsthergestellten Geräten gehören zur zweckmässigen Einrichtung unseres Kistenlabors noch die nachstehend genannten Gegenstände. Ihr braucht sie euch ja nicht auf einmal anzuschaffen, sondern könnt sie nach und nach kaufen, je nach dem Taschengeld, über das ihr verfügt.

• 16 Flaschen für Chemikalien
• 12 Reagenzgläser
• 1 Erlenmeyerkolben, 250cm³
• 1 Becherglas, 250cm³
• 1 Porzellanschale, etwa 10cm Durchmesser
• 1 Glastrichter, etwa 10cm Durchmesser
• 1 Messglas, 100cm³
• 1 Rührstab, 25cm lang, etwa 5mm dick
• 1 Glasröhre, 25cm lang, 6mm äusserer Durchmesser
• 1 Drahtnetz, etwa 13 x 13cm
• 1 Thermometer, bis 100 Grad Celsius

• Kartonschachtel, enthaltend:
  • Glasröhrchen, gerade und gebogen
  • Gummischläuche, passend zu den Glasröhrchen
  • 2 Quetschhähne
  • Korke
  • Hornlöffel
  • Lackmuspapier
  • Pipette mit Gummihütchen
  • Streichhölzer
• Erwünscht wären ferner: Korkbohrer und kleine Dreikantfeile zum Abschneiden der Glasröhren.