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Schnellere Resultate dank Spezialglas

Damit die Glasbürette besser läuft

| Autor/ Redakteur: Dr. Christian Schurz* / Marc Platthaus

Titrationen mit Glasbüretten gehören in vielen Laboren zum Alltag. Lesen Sie, warum der Einsatz von Spezialglas und optimierten Kunststoffbauteilen bei der Herstellung der Glasbüretten zu schnelleren und besseren Ergebnissen führt.

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Abb. 1: Glasbürette im Einsatz in einem Dakks-Labor
Abb. 1: Glasbürette im Einsatz in einem Dakks-Labor
(Bild: Brand)

Büretten gehören seit vielen Jahren zur Grundausstattung in vielen Analyselaboren. Die kalibrierten, senkrecht stehenden Volumenmessgeräte aus Glas werden im analytischen Labor in unterschiedlichen Bereichen (Lebensmittel, Chemie, Umwelt, etc.) zur Titration eingesetzt und ermöglichen eine exakte Bestimmung von pH-Werten oder Konzentrationen verschiedener Kat-/Anionen. Auch wenn in den letzten Jahren immer häufiger elektronische Büretten wie die Titrette von Brand Verwendung finden, bleibt die klassische Glas-Bürette für das Titrieren von Lösungen in Laboren, an Universitäten oder in Schulen unverzichtbar. Ein Grund dafür ist ihre hohe Genauigkeit. Erfahrene Laborprofis können Büretten nicht nur an der vorhandenen Graduierung bzw. an den Ringmarken ablesen, sondern den Wert auch zwischen den Ringmarken präzise abschätzen. So gelingt in der Praxis mit Standard-Büretten 50 ml eine sehr hohe Ablesegenauigkeit im Promillebereich.

Büretten: Optimierung von Glas und Hähnen

Auch ein ausgereiftes Laborgerät wie eine Bürette aus Glas lässt sich weiter perfektionieren, damit der Anwender im Labor Zeit und Kosten spart. Da ist zum einen der Glaswerkstoff, der einen Einfluss auf die Präzision des Gerätes hat. Brand fertigt ab 2018 alle Büretten aus Borosilikatglas 3.3. Der Grund ist die bessere chemische Belastbarkeit und die für Büretten geforderte Genauigkeit in der zugrunde liegenden Norm DIN EN ISO 385. Borosilikatglas 3.3 setzt hier den Standard für Büretten. Zur Identifizierung nutzt Brand die international anerkannte Abkürzung Boro 3.3 als direkte Kennzeichnung auf den Büretten.

Einen zweiten Optimierungspunkt kennt fast jeder Anwender im Labor: die Hähne der Glas-Büretten. Waren früher sowohl die Büretten als auch die Hähne in der Regel aus Glas, wird seit vielen Jahren eine Kombination aus Glas und Kunststoff angeboten. Der Grund ist einfach: Beim Drehen (Dosieren) von Glashähnen tritt eine materialbelastende Reibung zwischen Hahnküken und -sitz der Bürette auf, sodass Dichtheit und Langlebigkeit beeinträchtigt werden. Die Folge: Es sind Schmierstoffe zum Gebrauch notwendig, bspw. Hahnfett oder Silikon-Paste. Ein solcher Schmierstoff ist durch die Verwendung von Kunststoffhähnen in Glasbüretten nicht mehr notwendig.

Bei Brand werden die Küken und Spindeln aus Polytetrafluorethylen (PTFE) hergestellt. In Verbindung mit seiner nicht-benetzbaren Oberfläche und der ausgezeichneten Alterungsbeständigkeit (z.B. keine Quellung oder Versprödung) ist PTFE als Material für Spindeln und Küken in Büretten ideal geeignet. Die Kombination mit den Glasbüretten erfordert recht enge Toleranzen. Die Bearbeitung des Werkstoffes in einer CNC-Fertigung erlaubt es, diese Toleranzen sehr gut einzuhalten.

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Eigenschaften von PTFE

Polytetrafluorethylen (PTFE) ist ein fluorierter Kohlenwasserstoff mit einer hochmolekularen, teilkristallinen Struktur. PTFE verfügt über eine Vielzahl positiver Eigenschaften, die in der Dichtungstechnik unentbehrlich geworden sind. Er zeichnet sich vor allem durch seine fast universelle Chemikalienbeständigkeit, den breiten Temperatureinsatzbereich von -200 bis 260 °C, einen äußerst
geringen Reibungswert und daraus resultierende sehr gute Gleiteigenschaften aus. Fast alle bekannten Chemikalien und Lösemittel, aber auch Hydraulikmedien und Schmierstoffe, können dem PTFE nichts anhaben. Dies macht ihn zum idealen Werkstoff bei vielen Anwendungen im Labor.

Ergebnisse und Diskussion

Die Kombination der beiden Materialien Borosilikatglas 3.3 und PTFE bietet optimale Eigenschaften in Bezug auf Präzision und Nutzerfreundlichkeit. Für die Praxis ergeben sich dadurch direkt messbare Vorteile.

Für eine optimale Dichtung bei der Kombination von Glasbüretten mit Glasküken ist es notwendig, den Schliff regelmäßig zu fetten. Dieser Vorgang entfällt bei der Nutzung von PTFE-Küken oder Büretten mit PTFE-Spindeln komplett. Das Schmieren/Fetten der Glasküken kostet auch bei der Reinigung Zeit. Schließlich muss das Gleitmittel nach jeder Anwendung wieder entfernt werden, da die Bürettenspitze ansonsten durch eine während der Titration stattfindende Verschleppung verstopfen kann. Zum Entfernen des verwendeten Schmierstoffes sind spezielle Reinigungslösungen und -prozeduren notwendig. Die Kombination Borosilikatglas/PTFE kann auch in Sachen Handhabung überzeugen: Tropfen für Tropfen lässt sich präzise steuern. Die Größe bleibt konstant – vom ersten bis zum letzten Tropfen. Die Flüssigkeit reißt exakt ab und es besteht keine Verschleppungsgefahr mehr durch den Schmierstoff.

Direkt messbar ist der Zeitvorteil bei Vorbereitung und Reinigung. Selbst wenn beide Vorgänge für erfahrene Laboranten nur ca. ein bis zwei Minuten dauern, summiert sich das pro Jahr zu einem ganzen Arbeitstag, der für Vorbereitung und Reinigung der Titration gebraucht wird. Dieser Arbeitstag lässt sich durch die Nutzung von Büretten mit PTFE-Spindeln und -Küken einsparen (s. Abb. 4). Außerdem entfällt der zeitliche und organisatorische Aufwand für die Beschaffung und Anwendung der Schmierstoffe. So müssen etwa keine Sicherheitsdatenblätter erstellt und angebracht werden, Arbeitsanweisungen und Mitarbeitereinweisungen sind ebenfalls obsolet.

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