AFF137 Diffusion in Flüssigkeiten und Gasen Didaktische Geräte Hydrodynamik Laborgeräte
Diffusion ist der mikroskopische Massentransport von Teilchen wie Atomen, Molekülen und Ionen aufgrund von Konzentrationsunterschieden. Es spielt in zahlreichen Prozessen eine wichtige Rolle. Beispielsweise kann die Diffusion die Reaktanten in chemischen Reaktionen zusammenbringen und in einigen Fällen der geschwindigkeitsbestimmende Schritt für den Prozess sein. Es ist mit zwei Versuchsanlagen zur Untersuchung der Diffusion in Flüssigkeiten und Gasen ausgestattet. Zur Untersuchung der Diffusion in Flüssigkeiten wird eine konzentrierte Salzlösung verwendet. Die Lösung befindet sich in einem U-Rohr, dessen eines Ende eine Scheibe mit mehreren vertikalen Kapillaren aufweist. Das U-Rohr wird in einen Behälter mit demineralisiertem Wasser eingetaucht, so dass die Scheibe mit den Kapillaren unter der Wasseroberfläche liegt. Durch das Konzentrationsgefälle zwischen Wasser und Lösung wandern die Salzionen aus dem U-Rohr durch die Kapillaren in das demineralisierte Wasser. Die Kapillaren sorgen dafür, dass sich die Ionen in einer Dimension bewegen. Ein Rührwerk im Tank verhindert, dass die Salzkonzentration in der Nähe der Scheibe ansteigt und somit Konzentrationsunterschiede im Tank verhindert. Ein Leitfähigkeitsmessgerät misst die Salzkonzentration im Tank. Zur Untersuchung der Diffusion in Gasen wird ein leicht flüchtiges Lösungsmittel verwendet. Das Lösungsmittel befindet sich in einem vertikalen Rohr, das in ein beheiztes Wasserbad eingetaucht ist. Die Wärmeenergie aus dem Wasserbad lässt das Lösungsmittel verdampfen. Ein Ventilator erzeugt einen Luftstrom, der sich horizontal am oberen Ende des Rohres bewegt. Das gasförmige Lösungsmittel diffundiert aufgrund des Konzentrationsgradienten von der Oberfläche des flüssigen Lösungsmittels nach oben in den reinen Luftstrom. Der Luftstrom transportiert die Lösungsmittelmoleküle ab und sorgt so für eine konstante Konzentration am oberen Ende des Röhrchens. Das Volumen des flüssigen Lösungsmittels im Röhrchen nimmt mit der Zeit ab. Ein Skalenmikroskop ermöglicht die Füllstandsbestimmung. Eine Heizung mit Regler hält die Temperatur im Wasserbad konstant. Spezifikation Untersuchung der Diffusion in Flüssigkeiten und Gasen transparenter Behälter mit Magnetrührer, Leitfähigkeitsmesser und U-Rohr mit Kapillaren zur Untersuchung der Diffusion in wässrigen Lösungen Verdampfung eines leicht flüchtigen Lösungsmittels mit einem Diffusionsrohr in einem beheizten Wasserbad zur Untersuchung der Diffusion in Gasen Entfernung von gasförmiges Lösungsmittel am oberen Ende des Diffusionsrohres mit Heizlüfter mit Regler und Sensor zur Einstellung der Temperatur im Wasserbad höhenverstellbares Mikroskop zur Überwachung und Bestimmung des Lösungsmittelvolumens im Diffusionsrohr separates Anzeige- und Steuergerät enthält Temperaturanzeige u Ventilator Technische Daten Behälter mit Rührwerk: ca. 1500mL Drehzahlrührer: 0…1500min-1 253 Kapillaren aus Edelstahl Durchmesser: 1mm, Länge: 5mm Wasserbad: ca. 2L Diffusionsrohr für Lösemittel Durchmesser: 3,4mm, Länge: 85mm Leistungsabgabe Heizung: ca. 125W Lüfter: 120…320L/h Mikroskopskalenteilung: 0,1mm Messbereiche Temperatur: 0…100°C Leitfähigkeit: 0…200mS/cm 230V, 50Hz, 1 Phase 230V, 60Hz, 1 Phase 120V, 60Hz, 1 Phase UL /CSA optional
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