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Institut Dr. Flad
Berufskolleg für Chemie, Pharmazie und Umwelt

Ausbildung mit Markenzeichen. Seit 1951.

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9. GST-Element-Herstellung

Chemie in der Mikrowelle

GST: Graphit-Suszeptor-Tiegel
Wird eine hauchdünne Graphitschicht mit Mikrowellen bestrahlt, fängt sie bereits nach kurzer Zeit an zu glühen und erreicht dabei Temperaturen von über 1000°C. Bettet man einen Porzellantiegel in ein Graphitbett, welches sich in einem hochtemperaturbeständigen Gefäß befindet, und bestrahlt das Ganze in der Mikrowelle auf dem Hot-Spot, kann man die entstehenden hohen Temperaturen nutzen, um Glasmischungen zu schmelzen und Legierungen und Metalle herzustellen.
Geräte: Mikrowelle
Material: Tontopf (Blumentopf, Durchmesser 6 cm, wenn möglich ohne Loch)
Luftballon
Tiegelzange
Porzellantiegel (mittelhohe Form, Durchmesser 4 cm, über z.B. Firma Hedinger zu beziehen)
Graphitspray (Leit- und Gleitlack auf Graphitbasis, Kontakt Chemie, über z.B. Conrad-Elektronic zu beziehen)
Ofenmörtel (Schamotte-Mörtel, feuerfest, bis 1200 °C, Firma Sakret, über Baumarkt zu beziehen)
Arbeitsvorschrift:

Den Hals eines Luftballons abschneiden und den Porzellantiegel mit dem gekürzten Luftballon überziehen. (Dies verhindert beim Trocknen das Festbacken des Tiegels in die Ofenmörtelmasse.)

Der Ofenmörtel wird nach Vorschrift angerührt, danach der Tontopf bis ca. ½ cm unter die Oberkante damit luftblasenfrei befüllt. In die Ofenmörtelmasse drückt man nun den überzogenen Tiegel mittig so weit hinein, dass der Tiegelrand ca. ½ cm hoch herausschaut. Die Ofenmörtelmasse um den Tiegel herum zum Tontopfrand hin schön glatt streichen.

Nun mit der Tiegelzange an der äußeren Tiegelwand in die Ofenmörtelmasse eine kleine Mulde drücken. (Dadurch kann man bei den Versuchen den Tiegel besser aus dem GST-Element entnehmen.) Den Tontopf bei 80 °C, am besten über Nacht, in einen Trockenschrank stellen.

Am nächsten Tag den mit dem Luftballon überzogenen Tiegel aus der Ofenmörtelmasse herauslösen.

Den Ofenmörtelrand mit einem Klebestreifen abdecken und den Tontopf innen mit dem Graphitspray gut einsprühen (am besten im Freien). Das Ganze an der Luft trocknen lassen bis keine Lösungsmittelreste mehr vorhanden sind. Ist nicht alles mit Graphit bedeckt, das Einsprühen wiederholen. Das GST-Element kann mehrfach verwendet werden, muss aber immer wieder mit dem Graphitspray neu eingesprüht werden.

Hintergrund:

Die teilweise delokalisierten Elektronen im Graphit lassen sich durch die Mikrowellenstrahlung anregen, wobei sehr hohe Temperaturen entstehen.

 

» Geräte und Materialien für die Experimente "Chemie in der Mikrowelle"

Chemie in der Mikrowelle
Versuchsanleitungen im PDF-Format (10 MB)