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<title>Laborkühler</title>

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<h1 id="firstHeading" class="firstHeading mw-first-heading"><span class="mw-page-title-main">Laborkühler</span></h1>

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<p><b>Laborkühler</b> sind zur <a href="Kondensation" title="Kondensation">Kondensation</a> von <a href="Gas" title="Gas">Gasen</a> und <a href="D%C3%A4mpfe" class="mw-redirect" title="Dämpfe">Dämpfen</a> verwendete Geräte in einem chemischen Laboratorium. Je nach Verwendungszweck und Arbeitstemperatur werden verschiedene Kühlertypen eingesetzt. Die Kühlwirkung beruht auf <a href="W%C3%A4rme%C3%BCbertragung" title="Wärmeübertragung">Wärmeübertragungsprozessen</a> an den Kühlflächen der Kühler. Ein wichtiges Kriterium für die Kühlwirkung ist dabei, neben der <a href="K%C3%BChlmittel" title="Kühlmittel">Kühlmitteltemperatur</a>, die Größe der Kühlfläche, da die übertragbare Wärmemenge proportional zur Fläche des Kühlers ist. Die Kühlfläche ist ein wichtiges konstruktives Merkmal eines Kühlers. Große Kühlflächen werden durch spezielle Formen wie beispielsweise Kühlspiralen erreicht.

</p><p>Von der Anwendungsseite her unterscheidet man zwischen Produktkühlern und <a href="R%C3%BCckflussk%C3%BChler" title="Rückflusskühler">Rückflusskühlern</a>. Bei ersteren wird das bei der <a href="Destillation" title="Destillation">Destillation</a> anfallende <a href="Kondensation" title="Kondensation">Kondensat</a> als Produkt abgeleitet. Rückflusskühler sind dagegen zur Kondensation und Rückführung der Dämpfe in den Destillationskolben bestimmt.

</p><p>Produktkühler, wie beispielsweise <a href="Liebigk%C3%BChler" title="Liebigkühler">Liebigkühler</a> oder Schlangenkühler, werden „absteigend“ zur Abtrennung des Destillates eingesetzt, das in der Vorlagegefäß gesammelt wird, gegebenenfalls unter Verwendung einer <a href="Spinne_(Laborger%C3%A4t)" title="Spinne (Laborgerät)">Spinne</a> oder eines <a href="Vorsto%C3%9F_nach_Ansch%C3%BCtz-Thiele" title="Vorstoß nach Anschütz-Thiele">Vorstoßes nach Anschütz-Thiele</a>.

</p><p>Rückflusskühler werden stets in senkrechter Anordnung eingesetzt. Bei diesem Aufbau fließt das Kondensat zurück in den Kolben, aus dem es aufgrund von externer Wärmezufuhr oder durch frei werdende <a href="Reaktionsw%C3%A4rme" class="mw-redirect" title="Reaktionswärme">Reaktionswärme</a> aufsteigt.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Kühlmedien"><span id="K.C3.BChlmedien"></span>Kühlmedien</h2></div>

<p>In den meisten Fällen wird strömendes <a href="Wasser" title="Wasser">Wasser</a> als Kühlmittel verwendet. Bei sehr leicht flüchtigen <a href="Kondensierte_Materie" title="Kondensierte Materie">Kondensaten</a>, wie beispielsweise <a href="Acetaldehyd" title="Acetaldehyd">Acetaldehyd</a>, kann das <a href="K%C3%BChlwasser" class="mw-redirect" title="Kühlwasser">Kühlwasser</a> über einen <a href="Temperaturregler" title="Temperaturregler">Kühlthermostaten</a> auf niedrigere Temperaturen abgekühlt und im Kreislauf geführt werden.

</p><p>Für hoch siedende Medien mit <a href="Siedepunkt" title="Siedepunkt">Siedepunkten</a> oberhalb von 120 °C genügt in vielen Fällen stehendes Wasser. Bei Temperaturen oberhalb von 160 °C genügt oft die Umgebungsluft als Kühlmedium.

</p><p>Die Kühlmedien werden nach dem <a href="Gegenstromprinzip_(Verfahrenstechnik)" title="Gegenstromprinzip (Verfahrenstechnik)">Gegenstromprinzip</a> in den Kühler eingeleitet.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Kühlertypen"><span id="K.C3.BChlertypen"></span>Kühlertypen</h2></div>

<div class="mw-heading mw-heading3"><h3 id="Allihn-_oder_Kugelkühler"><span id="Allihn-_oder_Kugelk.C3.BChler"></span>Allihn- oder Kugelkühler</h3></div>

<p>Das Rohr des Allihnkühlers ist weiter als beim Liebigkühler und in Abständen kugelförmig eingeschnürt. Daraus resultiert eine deutlich größere Kühlfläche und stärkere Verwirbelung des Dampfs. Dieser ebenfalls noch preisgünstige Kühlertyp wird fast ausschließlich als Rückflusskühler verwendet. Er ist benannt nach dem deutschen Glasbläser <a href="Felix_Richard_Allihn" title="Felix Richard Allihn">Felix Richard Allihn</a> (* etwa 1854, † 1915).

</p>

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</ul>

<div class="mw-heading mw-heading3"><h3 id="Dimrothkühler"><span id="Dimrothk.C3.BChler"></span>Dimrothkühler</h3></div>

<p>Der Dimrothkühler besteht aus einer Kühlspirale, die sich innerhalb eines Rohres befindet. Dieser Kühlertyp hat eine große Kühlfläche und wird hauptsächlich als Rückflusskühler verwendet, kann aber auch als Produktkühler eingesetzt werden. Er ist benannt nach <a href="Otto_Dimroth" title="Otto Dimroth">Otto Dimroth</a>.

</p>

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</ul>

<div class="mw-heading mw-heading3"><h3 id="Liebigkühler"><span id="Liebigk.C3.BChler"></span>Liebigkühler</h3></div>

<p>Der <a href="Liebigk%C3%BChler" title="Liebigkühler">Liebigkühler</a> (benannt nach <a href="Justus_von_Liebig" title="Justus von Liebig">Justus von Liebig</a>) besteht aus einem geraden Glasrohr mit Wassermantel. Er wird im Wesentlichen als Produktkühler in <a href="Destillation" title="Destillation">Destillationen</a>, die auch unter <a href="Hochvakuum" class="mw-redirect" title="Hochvakuum">Hochvakuum</a> erfolgen können, eingesetzt. Dank seines einfachen Aufbaus ist der Liebigkühler preiswert, robust und einfach zu reinigen. Bedingt durch die kleine Kühlfläche ist die Kühlwirkung allerdings relativ gering, weshalb er sich weniger gut als Rückflusskühler eignet.

</p>

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</ul>

<div class="mw-heading mw-heading3"><h3 id="Intensivkühler"><span id="Intensivk.C3.BChler"></span>Intensivkühler</h3></div>

<p>Ein Intensivkühler ist eine Kombination aus Liebigkühler (äußerer Kühlmantel) und Dimrothkühler (Kühlspirale im Inneren). Dieser Kühlertyp hat die größte Kühlfläche. Er ist deshalb besonders geeignet für Arbeiten mit niedrig siedenden Medien wie <a href="Diethylether" title="Diethylether">Diethylether</a>.

</p>

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</ul>

<div class="mw-heading mw-heading3"><h3 id="Schraubenkühler_nach_Friedrichs"><span id="Schraubenk.C3.BChler_nach_Friedrichs"></span>Schraubenkühler nach Friedrichs</h3></div>

<p>Der Friedrichskühler, ein ähnlich wie ein <a href="K%C3%BChlfinger" title="Kühlfinger">Kühlfinger</a> aufgebauter Kühler, wurde von Fritz Walter Paul Friedrichs erfunden, welcher 1912 ein <a href="Entwurf" class="mw-redirect" title="Entwurf">Konzept</a> des Kühlers veröffentlichte. Er besteht aus einer spiralförmigen Glasröhre, die um einen großen inneren zylindrischen Körper angeordnet ist. Das Kühlmedium tritt durch den Kühlfinger des inneren Zylinders ein; aufsteigende Dämpfe müssen an der kälteren Spirale entlang nach oben entweichen. Der Kühler hat ebenfalls eine sehr große Kühlfläche, daher ist er ebenfalls für die Destillation von niedrig siedenden Verbindungen wie Diethylether geeignet.

</p>

<div class="gallerytext">Kühler nach Friedrichs</div>

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<div class="gallerytext">Kühlfinger</div>

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</ul>

<div class="mw-heading mw-heading3"><h3 id="Luftkühler"><span id="Luftk.C3.BChler"></span>Luftkühler</h3></div>

<p>Ein Luftkühler besteht aus einem einwandigen Rohr, in dem die Dämpfe durch das Kühlmedium Umgebungsluft zur Kondensation gebracht werden. Luftkühler lassen sich als Rückflusskühler und Produktkühler für hoch siedende Medien einsetzen (Siedepunkt größer 150 °C). Eine Form des Luftkühlers ist die <a href="Vigreux-Kolonne" title="Vigreux-Kolonne">Vigreux-Kolonne</a> ohne Mantel.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading3"><h3 id="Schlangenkühler"><span id="Schlangenk.C3.BChler"></span>Schlangenkühler</h3></div>

<p>Im Schlangenkühler windet sich das Steigrohr in Spiralform durch den vom Kühlmittel durchflossenen Mantel. Bauartbedingt muss der Kühler stets senkrecht betrieben werden. Durch die lange Verweildauer des Kondensates in der Kühlspirale wird es auf nahezu Kühlmitteltemperatur abgekühlt. Schlangenkühler werden deshalb häufig anderen Kühlertypen mit besserer Kondensationsleistung (Allihnkühler oder Dimrothkühler) nachgeschaltet, um das Destillat abzukühlen und nicht als eigenständiger Rückflusskühler verwendet.<sup id="cite_ref-ABC_Chemie_1-0" class="reference"><a href="#cite_note-ABC_Chemie-1"><span class="cite-bracket">[</span>1<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>

</p>

<div class="gallerytext">Graham- oder Schlangenkühler</div>

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</ul>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Kondensation_kleinster_Substanzmengen">Kondensation kleinster Substanzmengen</h2></div>

<p>Zur Kondensation kleinster Substanzmengen wird der <a href="K%C3%BChlfinger" title="Kühlfinger">Kühlfinger</a> oder auch Einhängekühler verwendet. Mit diesem Kühlertypen können auch <a href="Sublimation_(Physik)" class="mw-redirect" title="Sublimation (Physik)">Sublimationen</a> durchgeführt werden. Dabei kondensiert das zu isolierende Produkt meist kristallin an der Kühlerfläche.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Kühlermaterialien"><span id="K.C3.BChlermaterialien"></span>Kühlermaterialien</h2></div>

<p>Laborkühler werden fast ausschließlich aus Laborglas, zum Beispiel <a href="Borosilikatglas" title="Borosilikatglas">Borosilikatglas</a> hergestellt.<sup id="cite_ref-ABC_Chemie_1-1" class="reference"><a href="#cite_note-ABC_Chemie-1"><span class="cite-bracket">[</span>1<span class="cite-bracket">]</span></a></sup> In speziellen Fällen, beispielsweise bei der Destillation von <a href="Flusss%C3%A4ure" title="Flusssäure">Flusssäure</a>-haltigen Lösungen, oder in der Spurenanalytik kommen auch Kühler aus <a href="PTFE" class="mw-redirect" title="PTFE">PTFE</a> zum Einsatz.

</p><p>Zur Kühlung von größeren Stoffmengen werden in der <a href="Chemische_Technologie" class="mw-redirect" title="Chemische Technologie">chemischen Technologie</a> spezielle <a href="W%C3%A4rmetauscher" title="Wärmetauscher">Wärmetauscher</a>, wie zum Beispiel Rohrbündelwärmeübertrager oder Plattenwärmeübertrager aus den verschiedensten Materialien (<a href="Edelstahl" title="Edelstahl">Edelstahl</a>, <a href="Polyetheretherketon" title="Polyetheretherketon">Polyetheretherketon</a>, <a href="Graphit" title="Graphit">Graphit</a>, <a href="Hastelloy" title="Hastelloy">Hastelloy</a>, <a href="Tantal" title="Tantal">Tantal</a>, u. v. a. m.) benutzt.<sup id="cite_ref-ABC_Chemie_1-2" class="reference"><a href="#cite_note-ABC_Chemie-1"><span class="cite-bracket">[</span>1<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Einzelnachweise">Einzelnachweise</h2></div>

<li id="cite_note-ABC_Chemie-1"><span class="mw-cite-backlink">↑ <sup><a href="#cite_ref-ABC_Chemie_1-0">a</a></sup> <sup><a href="#cite_ref-ABC_Chemie_1-1">b</a></sup> <sup><a href="#cite_ref-ABC_Chemie_1-2">c</a></sup></span> <span class="reference-text"><i>Brockhaus ABC Chemie</i>, VEB F. A. Brockhaus Verlag Leipzig 1965, S. 751–752.</span>

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