Tag: glaswerk

Ken je glaswerk: de Soxhlet

De chemicus Franz von Soxhlet (1848–1926)

Niets zo heerlijk als een obscuur stuk glaswerk. Vandaag: de Soxhlet (spreek uit: soks-let), vernoemd naar de Duitse chemicus Franz von Soxhlet (1848–1926).

Soxhletten (als dat een werkwoord is) is koffiezetten voor gevorderden. Waar gewoon koffiezetten enkelmaal extraheren is, kan een Soxhlet gebruikt worden om continu te extraheren. Voor de volledigheid: bij extractie wordt een vaste stof in een oplosmiddel gebracht en een van de componenten van de vaste stof lost op in het oplosmiddel. Door filtratie wordt het oplosmiddel (samen met de opgeloste stof) gescheiden van de vaste stof. De opgeloste stof kan dan van het oplosmiddel gescheiden worden door de vloeistof te verdampen.

Het mechanisme van een Soxhlet © Wikimedia Commons

Dit is precies wat een Soxhlet doet, maar dan in een meer continu proces. Een bekende proef die gebruik maakt van zo’n continu proces is de extractie van weekmakers — zoals [di(2-ethylhexyl) fthalaat (DEHP)] — uit scoubidou-touwtjes. De weekmaker DEHP lost wel op in chloroform, maar de rest van de scoubidou-touwtjes niet [1]. Nu lost DEHP niet heel fantastisch op in chloroform, dus je zou heel veel chloroform moeten gebruiken. Maar als er met heel veel oplosmiddel geëxtraheerd wordt, is de concentratie DEHP in chloroform erg laag. Als dan de oplossing ingedampt wordt, moet er heel veel chloroform verdampt worden en kan er nog wel eens wat DEHP meeverdampen. Dat zou zonde zijn.

Aanschouw: de legendarische Soxhlet. Wat er gedaan wordt, is het volgende. Zoals er op de geanimeerde afbeelding te zien is, wordt het oplosmiddel (chloroform, oranje in de afbeelding) in een rondbodemkolf gedaan. Die wordt verwarmt, verdampt en stijgt via de rechter arm de Soxhlet omhoog. Bovenop de Soxhlet zit een bolkoeler waar koud water doorheen stroomt. Daardoor koelt het verdampte oplosmiddel af, condenseert in de bolkoeler bovenin en druppelt in het gedeelte van de Soxhlet waar de vaste stof is (in een bakje of een huls van filterpapier-achtig materiaal). De weekmaker lost langzaam in de (nog een beetje warme) chloroform op. Omdat er zich steeds meer en meer chloroform verzameld, daar waar de scoubidou-touwtjes zitten, zal het bakje na een tijdje overstromen. Dat is de grote kracht van de Soxhlet, omdat er nu chloroform (met daarin opgelost de weekmaker) terugvloeit naar de rondbodemkolf. Terug in de rondbodemkolf kan er opnieuw chloroform verdampen, maar de weekmaker blijft achter in de rondbodemkolf.

Na uren of dagen “her-extraheren” is uiteindelijk bijna geen weekmaker meer te vinden in de scoubidou-touwtjes, er is niet veel chloroform gebruikt en er is al helemaal geen chloroform of weekmaker verloren gegaan, omdat er in een ‘gesloten’ systeem gewerkt wordt. Prachtig.

[1] Natuurlijk zitten er stiekem nog meer dingen in die vieze touwtjes die ook in chloroform oplossen, zoals sommige kleurstoffen, maar dat schuif ik voor het gemak maar onder het tapijt.

 

Het Teken van de Chemicus

Hoe romantisch is dat? Een geheim teken, ergens op het lichaam van een chemicus, zodat chemici elkaar kunnen herkennen. Als twee scouts de hand schudden, gebeurt dat met de linker hand. Zo herkennen ze elkaar. Heel vroeger, herkenden christenen elkaar door een halve boog in het zand te tekenen. De bevriende christen maakte, door nog een halve boog te tekenen, daar een vis (‘ichtus’) van: het teken van Christus. En zo hebben ook chemici een teken. Ofwel, die van de oude slag. Stiekem draag ik ook het teken. Met geheime trots natuurlijk.

Waar dit teken zich bevindt en hoe men eraan komt, wordt uitgelegd in een essay van Primo Levi. Hij was een Italiaanse Joodse chemicus en heeft om die reden een concentratiekamp overleefd. Waar zijn medemens werd uitgeroeid, werd hij gezien als ‘nuttige Jood’ en aan het werk gezet. Het werk van Levi wordt gezien als literatuur en is vaak zwaarmoedig door zijn ervaringen in de Tweede Wereldoorlog. Gelukkig heeft hij ook wat lichter werk op zijn naam staan, waaronder een aantal essaybundels. Naar aanleiding van een video van The Periodic Table of Videos ben ik op zoek gegaan naar een specifieke bundel: “Other People’s Trades”. Na een paar weken zoeken, heb ik het boekje gevonden en gelezen. In het essay “The Mark of the Chemist” staat in een paar pagina’s uitgelegd, hoe het zit met het Teken van de Chemicus.

De eerste alinea uit een Engelse vertaling:

They say that Freemasons used to recognize each other by scratching each other’s palms while shaking hands. I would propose that the chemists (or ex-chemists like myself) of my generation when they are introduced to each other should each show the palm of the right hand: toward the center, where the tendon that flexes the middle finger crosses what palm readers call the lifeline, the majority of them have a small professional, highly specific scar whose origin I will explain.

Levi legt uit dat glaswerk tegenwoordig heel gemakkelijk aan elkaar gezet kan worden door specifieke slijpstukken. Een bolkoeler of een vigreux passen naadloos op een rondbodemkolf doordat ze een geslepen koppelstukken hebben (wat elektriciens noemen, een ‘mannetje’ en ‘vrouwtje’) met een bepaalde diameter. Er was een tijd dat dat duur was, en daarvoor zelfs technisch niet mogelijk om dat zo precies voor elkaar te krijgen. Toen waren koppelstuk-mannetjes smaller en puntig, zodat ze door een stop van kurk of rubber gestoken konden worden. Je voelt natuurlijk al aan dat dit kracht en handvaardigheid vergt. Als een student onvoorzichtig is, kan de student, als hij teveel kracht zet, uitschieten of het glas laten breken. Omdat de meeste mensen rechtshandig zijn, hielden de meeste studenten de kurken of rubberen stop in hun rechterhand. Schoot het glaswerk weg, dan boorde het zich wel eens in hun rechterhandpalm.

Ik was niet bezig met kurk of rubber, maar wel met glaswerk. En ik ben zeker niet van een oudere generatie, maar ik heb wel een lelijke wond opgelopen. Al een paar jaar lang heb ik een littekentje in mijn rechter wijsvinger en is een klein gedeelte van mijn vinger gevoelloos (zielig!). Zoals Levi ook in de rest van zijn essay beschrijft, is het een kleine moeite voor docenten om hun studenten te waarschuwen bij bepaalde handelingen. Maar — hier gaat het laatste gedeelte van het essay over — studenten leren het meest van hun eigen fouten.