Roterende verdamper (rotavap): werking en toepassingen in het laboratorium

Roterende verdamper (rotavap): efficiënt oplosmiddelen verwijderen onder vacuüm. Werking, voordelen en toepassingen in het laboratorium voor snelle, zuivere scheiding.

Een roterende verdamper (of rotavap) wordt gewoonlijk gebruikt in chemische laboratoria om oplosmiddelen te verwijderen door verdamping.

De vloeistof wordt in een rondbodemkolf gedaan en in het apparaat geplaatst. De rotavap draait en verwarmt de kolf en vermindert de druk binnenin door een vacuüm te creëren. Het vacuüm zorgt ervoor dat de vloeistof verdampt bij een lagere temperatuur dan normaal. De vloeistof wordt een gas en wordt opgevangen door het af te koelen zodat het condenseert in een andere kolf.

Als er stoffen in de vloeistof zijn opgelost, zullen die achterblijven wanneer de vloeistof verdampt. Als water met zout erin opgelost wordt verdampt, worden zuiver water en droog zout van elkaar gescheiden. Wetenschappers gebruiken roterende verdampers om de vloeistof waarin een vaste stof is opgelost, te verwijderen.

Roterende verdampers zijn vaak sneller in gebruik dan verdampingsbekkens. Zij kunnen worden gebruikt voor distillaties.

Belangrijkste onderdelen en hun functie

• Rondbodemkolf: bevat het monster en draait in de thermostaatbad. Meestal gebruikt men kolven van 50 mL tot meerdere liters.
• Thermostaatbad (water- of oliebad): verwarmt de kolf gecontroleerd. Waterbaden tot ≈100 °C, oliebaden voor hogere temperaturen.
• Rotatie- en liftmechanisme: zorgt voor gelijkmatige filmvorming van de vloeistof en maakt veilig inklikken/losmaken mogelijk.
• Condenser: koelt de damp zodat deze condenseert en in de ontvangende kolf loopt; kan gekoeld worden met gevaarloos water of met een recirculerende koelmachine (chiller) voor efficiëntere condensatie.
• Ontvangstkolf: vangt het gecondenseerde oplosmiddel op.
• Vacuumleiding en -pomp: verlagen de druk. Vaak hoort tussen pomp en condenser een koude val/trap om te voorkomen dat solventdampen in de pomp terechtkomen.
• Sluitingen en adapters: glaswerk en pakkingen moeten goed aansluiten om vacuümverlies en lekkage van dampen te voorkomen.

Hoe de rotavap praktisch werkt

Door de kolf te roteren ontstaat een dunne vloeistoffilm op de binnenwand; dat vergroot het verdampingsoppervlak en versnelt de verdamping. Door gelijktijdig de temperatuur van het bad te verhogen en de druk te verlagen, verdampt het oplosmiddel bij een veel lagere temperatuur dan zijn normale kookpunt. De damp stroomt naar de condenser, koelt af en loopt als vloeistof in de ontvangstkolf.

Praktische tips en veiligheidsmaatregelen

• Werk bij voorkeur in een zuurkast of goed geventileerde ruimte om blootstelling aan oplosmiddeldampen te beperken.
• Gebruik een koude val (cold trap) tussen condenser en vacuümpomp om pumpschade en vervuiling te voorkomen.
• Voorkom “bumping” (plotselinge, hevige verdamping) door de rotatiesnelheid te regelen, de verwarming geleidelijk te verhogen, of antiklopmiddelen/glasparels te gebruiken indien geschikt.
• Controleer glaswerk op barsten voor gebruik; gescheurd glas kan imploderen onder vacuüm.
• Gebruik geschikte persoonlijke beschermingsmiddelen: veiligheidsbril, laboratoriumjas en hittebestendige handschoenen bij het hanteren van hete baden of glaswerk.
• Zorg bij brandbare oplosmiddelen voor explosieveilige pompen en elektrische componenten indien nodig en houd open vlammen uit de buurt.
• Laat het systeem altijd gecontroleerd terugvullen met inert gas (bijv. stikstof) voor het loshalen van glas om plotselinge drukverschillen te voorkomen.

Veelvoorkomende toepassingen

• Verwijderen van oplosmiddelen na synthese of extractie om vaste producten te isoleren.
• Concentreren van oplossingen (bv. concentreren van extracten of monsterpreparaten).
• Solventwissel: oplosmiddel verwijderen en residu oplossen in een ander oplosmiddel.
• Kleine schaal destillaties en zuivering door fractionele of eenvoudige destillatie onder vacuüm.
• Herstel en hergebruik van oplosmiddelen in proceslaboratoria.

Onderhoud en veelvoorkomende problemen

• Controleer en smeer (indien van toepassing) slijtende pakkingen en O-ringen; vervang versleten onderdelen tijdig.
• Reinig condenser en kolven regelmatig; resterende residuen verminderen condenseerefficiëntie.
• Als het vacuüm niet goed bereikt wordt: controleer verbindingen op lekken, kijk naar verstopte leidingen of een volle cold trap/ontvangstkolf.
• Bij slecht condenseren kan verhoging van koelcapaciteit (lagere temperatuur of chiller) of langzamere verdamping nodig zijn.

Een goed ingestelde en onderhouden roterende verdamper is een onmisbaar instrument in het laboratorium: het bespaart tijd, beschermt warmtegevoelige stoffen door lagere dampingstemperaturen en maakt veel procedures efficiënter en veiliger.

Vragen en antwoorden

V: Wat is een rotatieverdamper?

V: Hoe verwijdert een rotatieverdamper oplosmiddelen?

V: Wat gebeurt er met stoffen die tijdens het verdampingsproces in de vloeistof opgelost zijn?

V: Wat gebeurt er als water met zout erin opgelost verdampt wordt met een rotatieverdamper?

V: Waarom is een rotatieverdamper nuttig voor het verwijderen van de vloeistof waarin een vaste stof is opgelost?

V: Zijn roterende verdampers sneller in gebruik dan verdampingsbassins?

V: Voor welke andere doeleinden kunnen roterende verdampers gebruikt worden?

Zoek op letter