Laborgerät

Grundbegriff und Bedeutung im Labor

Laborgeräte sind alle Gefäße, Werkzeuge und sonstigen Hilfsmittel, die in einem Labor verwendet werden. In der Chemie meint der Begriff besonders die Geräte im Chemielabor, die für chemische Verfahren wie Synthesen, also die Herstellung von Stoffen, oder Analysen, also Untersuchungen von Stoffen, gebraucht werden.

Laborgeräte müssen zuverlässig und widerstandsfähig sein, weil sie mit vielen unterschiedlichen, oft aggressiven Chemikalien und teilweise extremen Temperaturen in Berührung kommen. Wichtige Werkstoffe sind Glas, Porzellan und spezielle Kunststoffe; Holz und Metalle werden seltener genutzt, meist für Teile mit wenig Chemikalienkontakt wie Halterungen oder Stative.

Werkstoffe und Bauweise

Besonders wichtig ist Glas, vor allem Borosilikatglas. Dieses Glas hat einen geringen Wärmeausdehnungskoeffizienten, dehnt sich bei Temperaturänderungen also nur wenig aus und ist dadurch gegen plötzliche Temperaturschwankungen unempfindlich. Glas ist außerdem beständig gegen Säuren, Laugen und Hitze, durchsichtig und kann durch Glasbläserei individuell angepasst oder repariert werden.

Weitere Werkstoffe sind Porzellan, fluorierte Kunststoffe wie PTFE (Teflon) oder PVDF sowie seltener Holz und Metalle. Metallgeräte können zum Beispiel Abdampfschalen, Kristallisiergefäße oder Schmelztiegel aus Nickel oder Platin sein. Es gibt auch Geräte aus Quarzglas, etwa Rohre, Reagenzgläser und Schalen.

Eine wichtige Eigenschaft vieler Laborgeräte ist die modulare Bauweise. Einzelne Elemente können wie in einem Baukasten zusammengesetzt werden. Das ist besonders in der präparativen Chemie wichtig, weil je nach Syntheseaufgabe eine passende Apparatur aufgebaut wird.

Verbindungen von Glasapparaturen

Die flexible Verbindung von Glasgeräten wird häufig durch Normschliffe erreicht. Ein Schliff ist eine passend geformte Glasverbindung, mit der zwei Glasgeräte gasdicht miteinander verbunden werden können. Die Verbindung kann zusätzlich mit Schlifffett oder Teflonhülsen abgedichtet und mit einer Schliffklemme gesichert werden.

Größere oder nicht standsichere Apparaturen werden mit Stativmaterial fixiert. Dazu gehören senkrechte Metallstangen mit Fuß, an denen Laborgeräte mit Stativklammern befestigt werden. Eine typische zusammengesetzte Apparatur kann zum Beispiel aus Rundkolben, Destillationsvorlage, Wasserabscheider, Rektifikationskolonne, Büretten-Einheit, Ablasshahn, Thermometer, Kühler, Kühlwasser-Zulauf und -Ablauf sowie Sammelgefäß bestehen.

Wichtige Gefäße und Glasgeräte

Zu den Glas- oder Kunststoffgefäßen gehören typische Laborgefäße wie Becherglas, Erlenmeyerkolben, Reagenzglas, Rundkolben, Messkolben, Messzylinder, Petrischale, Scheidetrichter, Tropftrichter, Saugflasche, Retorte, U-Rohr, Dewargefäß und Kristallisierschale. Solche Gefäße dienen je nach Form und Bauart zum Aufbewahren, Messen, Mischen, Erhitzen, Trennen oder Reagierenlassen von Stoffen.

Weitere Glasgeräte sind unter anderem Bürette, Aräometer, Destillierbrücke, Exsikkator, Fritte, Küvette, Pyknometer, Trichter, Uhrglas und verschiedene Kühler wie Liebigkühler, Dimrothkühler, Kugelkühler, Schlangenkühler, Spiralkühler, Doppelspiralkühler und Wellrohrkühler. Auch Spezialgeräte wie Soxhlet-Extraktor, Kühlfalle, Kühlfinger, Trockenrohr, Reaktionsrohr und Zählkammer zählen dazu.

Werkzeuge, Porzellan- und Elektrogeräte

Porzellangeräte und -werkzeuge sind unter anderem Abdampfschale, Filternutsche, Mörser, Pistill, Tiegel und Filtertiegeluntersetzer. Porzellan wird vor allem dort eingesetzt, wo hohe Temperaturen oder chemische Belastungen auftreten können.

Zu den sonstigen Werkzeugen gehören Abtropfbrett, Bunsenbrenner oder Teclubrenner, Dreifuß, Drahtnetz, Glasstab, Magnetrührstäbchen, Pinzette, Pipettierhilfe, Pipette, Spatel, Spritzflasche, Schliffklemme, Stativstange mit Doppelmuffe und Klemmen, Thermometer, Tiegelzange, Verbrennungslöffel, Wasserbad und Wasserstrahlpumpe. Ein Gummiwischer, auch „Ionenbesen“ oder „Molekülbesen“ genannt, kann zum Auswischen eines Tiegels oder eines anderen Gefäßes bei der Gravimetrie verwendet werden.

Elektrogeräte im Labor sind zum Beispiel Brutschrank, Gaschromatograf, Heizbad, Heizpilz, Laborwaage, Magnetrührer oder Heizrührer, Laborrührer, Netzgerät, elektrische Pipette, Rotationsverdampfer, Schüttler, Ultraschallbad, Trockenschrank, Vakuumpumpe, Wärmeschrank, elektrisches Wasserbad und Zentrifuge.

Industrie und Markt

Die Laborgeräteindustrie ist ein bedeutender Wirtschaftszweig. Der Weltmarkt für Analyse- und Labortechnik belief sich 2013 auf rund 45 Milliarden US-Dollar. Die 330 deutschen Hersteller erzielten im gleichen Jahr mit rund 40.000 Beschäftigten einen Umsatz von 6,7 Milliarden Euro. Im Jahr 2011 waren es 6,6 Milliarden Euro bei einem Weltmarkt von rund 40 Milliarden Dollar.

Der Inlandsumsatz deutscher Hersteller betrug 2013 3,1 Milliarden Euro, der Auslandsumsatz 3,6 Milliarden Euro. Daraus ergab sich eine Exportquote von 54 %. Wichtige Abnehmerbranchen sind Industrie, Öffentliche Hand sowie Pharma und Chemie; etwa 85 Prozent des Inlandsumsatzes werden in diesen Märkten erwirtschaftet. Weitere Bereiche sind unter anderem Biotechnologie und Food. Wichtige Zielländer deutscher Ausfuhren sind die USA, China, Frankreich, das Vereinigte Königreich, Italien, die Russische Föderation, die Republik Korea, Japan, die Niederlande und die Schweiz.