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.

 

Goede voornemens voor studenten

Een nieuw jaar vol goede voornemens. Ons belangrijkste voornemen is om na vijf jaar studeren een Mastergraad te verdienen. Maar voordat het zover is, moet er nog een heleboel gebeuren. En daarna schijnen we aan de bak te moeten. Gelukkig duurt dat nog eventjes en kunnen we nu nog even lekker genieten van ons beschermde studentenbestaan.

Speaking of which: studenten studeren. De studie scheikunde, ben ik door de jaren heen achter gekomen, is niet een lullige studie. Het is er een die serieuze eisen stelt aan je zelfdiscipline en doorzettingsvermogen. Elk vak weer is een enorme berg werk en elk vak weer moeten er weer een of meerdere tentamens, verslagen of presentaties afgeleverd worden. Een blogger op een van mijn favoriete weblogs, Azmanam van de ChemistryBlog, geeft organische chemie op een universiteit in Amerika. Een aantal maanden geleden al, gaf hij een aantal tips van docenten, over hoe studenten zich beter op een vak kunnen voorbereiden. Maar wie luistert er nou naar de prof?

In december nam hij het afsluitende tentamen af van een organisch vak dat hij onderwees. Als bonusvraag op het tentamen, stelde hij het volgende: “Als je terug mocht gaan naar 25 augustus (de eerste dag van het vak) en je zou jezelf drie adviezen geven hoe je dit vak met veel succes af zou kunnen sluiten, wat zouden die drie adviezen dan zijn?” In de inleiding van de handleiding van het vak stond een hoofdstuk vol adviezen aan studenten. Maar blijkbaar had niemand die goed gelezen want veel van de adviezen van studenten kwamen overeen met de adviezen uit de studiehandleiding. Asmanam concludeert cynisch dat zo wel weer blijkt dat er toch niemand naar de prof luistert.

Hoe dan ook, Asmanam heeft de moeite genomen om alle adviezen uit te schrijven, te ordenen en op zijn blog te zetten. En omdat ik vind dat de adviezen fantastisch zijn en omdat studenten goed luisteren naar medestudenten, heb ik de moeite genomen om de meest relevante te vertalen. Van organische-chemiestudenten, voor (organische-chemie)studenten:

Over het boek:

  • Lees het boek voor de les, zodat als er een probleem is, het duidelijk is of de stof moeilijk is, of dat het aan jou ligt dat je het niet snapt;
  • Neem je eigen notities.

Over de les:

  • Sla nooit de eerste les over;
  • Val niet in slaap tijdens de les;
  • Een kop koffie voor de les kan soms nodig zijn, vooral tijdens ‘uitdagende dagen na uitdagende nachten’. Blijf wakker voor (organische) chemie — je kan het je niet veroorloven om dit te missen;
  • Stel vragen;
  • Gebruik meerdere informatiebronnen: ga ook naar lessen van andere docenten, zoek online, etc.

Over de collegeaantekeningen:

  • Herschrijf en organiseer je notities na de les (twee mensen gaven deze tip);
  • Maak een reactie-notitieboekje;
  • Kijk elke dag na de les je aantekeningen door;
  • Gebruik voor notities geen pen. Er worden teveel correcties gemaakt. Tipp-Ex verspilt je tijd;

Over het studeren:

  • Zoek de beste manier om vroeg in het semester te leren;
  • Start vroeg met leren;
  • Leer (op zijn minst een uur) elke dag (vier mensen schreven dit);
  • Neem direct na de les je collegeaantekeningen door;
  • Leer regelmatig tijdens het semester, niet alleen een week voor het tentamen;
  • Raak niet achter, herhaal dagelijks;
  • Raak nooit achter, studeer elke nacht;
  • Vorm een studiegroepje;
  • Ga naar werkcolleges en zoek een begeleider als nodig;
  • Als je weet hoe het heet, ben je nog steeds geen expert. Studeer, studeer, studeer;
  • Bestudeer behandeld materiaal tenminste eenmaal per week;
  • Studeer. Dit is niet een makkie-college. Dit vergt arbeid;
  • Je kan nooit, maar dan ook nooit, genoeg studeren. Nooit.

Over oefenopgaves:

  • Maak ook echt je huiswerk;
  • Maak alle opgaves die aangeraden worden door je docent/assistent. Doe alle opgaves meer dan eens;
  • Verspreid het maken van opgaves over de week, in plaats van ze in een keer te maken;
  • Herhaal notities en doe oefenopgaves vijf of zes keer per week. School is je werk, niet je hobby;
  • Maak zoveel oefenopgaves als je kan;
  • Maak opgaves/oefen reacties elke nacht (ongeacht hoeveel huiswerk je hebt voor andere vakken);
  • Als je de stof beheerst: vraag naar meer oefenmateriaal;
  • Practice problems make perfect;
  • Oefen, oefen, oefen (vier mensen schreven dit);
  • Oefen nog veel meer.

Over mechanismen en reacties:

  • Nucleofielen vallen electrofielen aan;
  • Onthoud dat de stroom van electronen belangrijk is;
  • Oefen zoveel mechanismen als mogelijk is;
  • Begrijpen hoe en waarom een mechanisme werkt is beter dan ze gewoon uit je hoofd te leren;
  • Het betekent niet dat je iets kan toepassen (een mechanisme bijv.), als je weet hoe het werkt;
  • Als je een mechanisme kan, betekent dat niet dat je hem snel genoeg kan voor tijdens het tentamen. Oefen net zolang totdat je ze snel kan. Een tentamen duurt niet lang;
  • Leer reactie reagentia en hoe ze vormen (bijv. syn/anti). Beheers ze goed voor het examen;
  • Let op single bond rotations en hoe ze de stereochemie veranderen (bijv. identieke of meso-samenstellingen);
  • Als je stereochemie doet: neem je tijd en doe het goed;
  • Onthoud “De Zes Waarheden van de Organische Chemie” totdat ze terugkomen in je dromen;
  • Gebruik “De Waarheden” voor de examens.

Over werkcolleges/huiswerkbegeleiding:

  • Ga naar de werkcolleges (vaak) (vijf mensen schreven dit);
  • Gebruik werkcolleges beter;
  • Plan vooruit zodat je tijd hebt om naar de werkcolleges te gaan;
  • Ga elke week naar de assistent/docent, of elke keer als je iets niet volledig begrijpt;
  • Praat met de prof. Ze zijn er om jou te helpen;
  • Als je bang bent om vragen te stellen, of individuele hulp te krijgen van je prof, zul je nooit wat leren.

Algemeen:

  • Ga een andere opleiding doen… grapje;
  • Verwacht dat je een heleboel tijd moet steken in dit vak. Het is niet moeilijk, alleen tijdrovend;
  • Werk vooruit en blijf niet “bij’.
  • Voorspel wat toekomstige toepassingen zijn van wat je leert;
  • Vermijdt stress voor een examen;
  • Gebruik je molecuulbouwdoos;
  • Blijf niet vast zitten in het verzinnen van hoe je bepaalde dingen kan doen — bekijk het bredere geheel;
  • Alles werkt cumulatief — als je dingen mist tijdens een test, ga dan terug en repareer het, of je bent later de sjaak.

Als jullie (vooral middelbare scholieren, studenten, maar ook docenten) hier nog opmerkingen of aanvullingen in hebben, lees ik die graag in de commentaren hieronder. De originele post van Azmanam kun je hier lezen.