Lebensretter für die Ölpumpe

Die Kühlfalle soll angesaugte Dämpfe ausfrieren und dadurch verhindern, dass diese in die Pumpe gelangen und das Vakuum verschlechtern. Die Kühlfalle befindet sich dazu in einem Dewargefäß, welches mit flüssigem Stickstoff gefüllt wird. Um flüssigen Stickstoff zu besorgen, stehen dem Praktikum mehrere 3-l-Dewarkannen zur Verfügung. (Standort: 31.05)

Beachten Sie:

• Das Ausfrieren von Substanzen in der Kühlfalle erkennen Sie am lebhaften Aufsieden des Stickstoffs. Wenn Sie dies bemerken, müssen Sie mit einem erhöhten Verbrauch an Stickstoff rechnen und dafür sorgen, dass Verluste regelmäßig ergänzt werden.
• Siedet der Stickstoff lebhaft und wird also viel Substanz ausgefroren, müssen Sie damit rechnen, dass die Kühlfalle verstopfen kann. Kontrollieren kann man das nur, indem man die Kühlfalle im Verdachtsfall kurz aus dem Dewargefäß herauszieht.

Was Sie falsch machen können

Lösemitteldämpfe

Achten Sie darauf, dass die Kühlfalle ihren Zweck zuverlässig erfüllt. (Siehe oben.) Die Pumpe wird unbenutzbar, wenn die Kühlfalle ihren Zweck nicht erfüllt.

Einkondenierender Sauerstoff

Da Sauerstoff mit -182,9 °C etwas höher siedet als Stickstoff (-195 °C) kann er ebenfalls in die Kühlfalle einkondensieren, wenn dort Luft hindurchgesaugt wird. Bestimmungsgemäß sind dort aber auch organische Lösemittel zurückgehalten worden, die mit dem flüssigen Sauerstoff ein brisantes Genisch ergeben können, weil dieser trotz der kalten Temperatur aufgrund der hohen Konzentration ein starkes Oxidationamittel ist.

Sie brauchen deshalb nicht überängstlich zu sein, wenn Sie mal für ein paar Sekunden Luft durch die Kühlfalle gesaugt haben. Die Zeitspanne muss schon im Minuenbereich liegen, um eine brisante Menge an Sauerstoff zu erhalten. Im übrigen können Sie bei bestimmungsgemäßem Betrieb gar nichts falsch machen, weil die Pumpe über ein Belüftungsventil verfügt, welches so angeschlossen ist, dass die einströmende Luft direkt in die Pumpe geht und nicht durch die Kühlfalle gesaugt wird (Siehe Abildung).

Feuchtigkeit

Das Leydenfrostsche Phänomen kennen Sie vom auf der heißen Herdplatte umherflitzenden Wassertropfen. Er verbraucht sich nur ganz langsam, weil er auf einem isolierenden Wasserdampfpolster ruht. Wenn Ihnen kurz etwas Stickstoff über die Hand läuft, profitieren Sie ebenfalls von dem Leydenfrostfilm, der dafür sorgt, dass die Hand nicht sofort erfriert.

Natürlich gibt es also diesen Leydenfrostfilm auch in einem Dewar-Gefäß, in das Sie gerade Stickstoff eingefüllt haben. Hier schützt der Film das Glas vor thermischen Spannungen durch zu abruptes Abkühlen.

In einem Dewar schlägt sich bei Betrieb Luftfeuchtigkeit nieder, Wenn Sie am Ende den Stickstoff ausgießen, um das Gefäß aufzutauen, werden Sie feststellen, dass es Wasser enthält. Trocknet das Wasser bis zur nächsten Befüllung nicht vollständig ab, werden aus den Wassertropfen Eisstückchen, die in den Stickstoff ragen und dadurch Kältebrücken bilden, die das Glas thermisch belasten.

Das Dewargefäß kann durch solch Belastungen Platzen  und da es aus einem evakuierten Gefäß besteht, kann das mit einer beträchtlichen Wucht passieren. Entnehmen Sie Einzelheiten der Abbildung: