Ein häufig eingesetzter Rührertyp ist der Magnetrührer. Dieses Gerät ermöglicht das Vermischen von Flüssigkeiten auch in geschlossenen Gefäßen, ohne dabei die Probleme anderer Rührapparate mit sich zu bringen. Möglich macht das die Zuhilfenahme von kleinen, rotierenden Rührmagneten – auch als „Rührfische“ bezeichnet – welche die Flüssigkeit verwirbeln und dadurch für eine Durchmischung sorgen.
Welche Rührertypen gibt es?
Rührer befinden sich in verschiedenen Größen für die verschiedensten Anwendungen im Handel. Je nach Art der zu vermischenden Stoffe werden Materialien wie Glas, Polytetrafluorethylen (PTFE), Edelstahl oder andere Kunststoffe und Metalle verwendet.
Für mittel- und hochviskose Lösungen setzt man bevorzugt Rührer mit U-förmigem Blatt ein. Diese sorgen bei niedrigen Drehzahlen auch in den Wandbereichen der Reaktionsgefäße für eine gute Durchmischung. Propellerrührer dienen als Standardrührer zum Aufwirbeln leichter Feststoffe bei mittleren bis hohen Drehzahlen. Auch Turbinenrührer werden bei mittleren bis hohen Drehzahlen eingesetzt.
In Reaktionsgefäßen mit engen Öffnungen verwendet man oft Zentrifugalrührer, deren Flügel sich bei zunehmender Drehzahl spreizen. Magnetrührer erlauben das Rühren und Mischen in komplett abgeschlossenen Apparaturen und sind in vielen Modellen gleichzeitig mit einer Heizplatte kombiniert. Gerade bei kleineren Ansätzen ersetzt der Magnetrührer oft andere Rührertypen.
Magnetrührer
Ein Magnetrührer ist ein elektrisches Gerät, das in den 1940er Jahren entwickelt wurde und im Labor zum Rühren von Flüssigkeiten eingesetzt wird. Sehr häufig ist die Stellplatte des Rührgeräts zugleich heizbar, wodurch die Flüssigkeit erwärmt werden kann. In diesem Fall spricht man dann von einem Heizrührer.
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Das meist gläserne oder aus Kunststoff bestehende Reaktionsgefäß – ein Becherglas, Erlenmeyer-Kolben oder ein anderer Laborbehälter – wird mit der zu rührenden Flüssigkeit auf die Rührerplatte gestellt, unter der ein Elektromotor einen Magneten mit regelbarer Geschwindigkeit rotieren lässt. Sein Magnetfeld wirkt auf den lose eingelegten Magneten im Gefäß, das Magnetrührstäbchen, und fixiert diesen durch die magnetische Anziehung über dem Gefäßboden.
Durch die Rotation des Rührermagneten wird auch der Magnetrührstab in kreisförmige Bewegung versetzt, was wiederum zu einer Verwirbelung der Flüssigkeit darüber führt. Es empfiehlt sich, bei geringer Rührgeschwindigkeit zu starten und sie dann passgerecht zu steigern, so dass sich der Rührstab stabil dreht. Je geringer dabei der Abstand zwischen beiden Magneten, umso höher ist die Kraft, mit der das Rührgut vermischt werden kann.
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| Rühren bei gleichzeitiger Wärmezufuhr: Magnetrührer mit integriertem Heizelement |
Durch ihre Funktionsweise ermöglichen Magnetrührer das Vermischen von Flüssigkeiten auch in geschlossenen Gefäßen, ohne dass Probleme mit Dichtungen oder Schmiermitteln auftreten, wie es bei Rührapparaten mit Wellen gelegentlich der Fall ist. Dadurch kann auch unter Schutzgasatmosphäre gerührt werden.
Die Verwendung eines magnetischen Heizrührers mit Temperaturregler hat gegenüber dem Erhitzen über einer Bunsenbrennerflamme den Vorteil, dass die gewünschte Temperatur relativ genau eingestellt werden kann. Die zugeführte Wärme wird durch die Rührbewegung in der Gefäßflüssigkeit schnell und gleichmäßig verteilt, wodurch ein Siedeverzug vermieden werden kann.
Magnetrührstäbchen
Magnetrührstäbchen, die auch Rührmagnete oder Rührfische genannt werden, sind wichtige Bestandteile von Magnetrührern. Diese kleinen Labor-Utensilien besitzen einen magnetischen Kern, beispielsweise aus Aluminium-Nickel-Kobalt, der mit einer chemisch beständigen und inerten Beschichtung überzogen ist, sodass sie das System, in das sie eingetaucht sind, nicht verunreinigen oder mit ihm reagieren. Zu beachten ist, dass nicht jeder Überzug gegenüber den verschiedenen im Labor eingesetzten Reagentien inert ist und so eventuell Sonderausführungen benötigt werden. Das gängigste Material für chemisch aggressive Medien ist PTFE, geläufig sind jedoch auch Ausführungen aus Glas oder Polypropylen (PP).
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Angeboten werden Rührfische in zahlreichen Längen von 1,5 mm bis 160 mm und verschiedene Durchmessern für Behältergrößen jeder Art. Zumeist handelt es sich dabei um glatte, zylindrische Rührmagneten mit runden Ecken.
Einige weisen jedoch unterschiedlich geformte Querschnitte auf (dreieckig oder achteckig), andere Varianten besitzen einen umlaufenden Mittelring, der für eine effektivere, stabile Drehung des Stabes sorgt und hilft, ihn während des Mischens in der Mitte des Gefäßes zu halten. Andere Rührmagnete sind oval, kreuzförmig oder als Scheiben mit Kreuzkopf ausgeführt, sodass für jede Anwendung eine optimale Verwirbelung und Dreheffizienz erreicht werden kann.
Das Rührstäbchen muss dabei immer an den Boden des Reaktionsgefäßes angepasst sein. Gerade Stäbchen eignen sich also nur für Kolben mit flachem Boden, wie Erlenmeyer-Kolben oder Bechergläser. Für Rundkolben empfiehlt sich der Einsatz von ellipsenförmigen Typen. Auch das Flüssigkeitsvolumen muss in Betracht gezogen werden: zu kleine Rührstäbchen rühren nicht mehr den gesamten Inhalt durch, vor allem, wenn das Rührgut sehr viskos ist.
Magnetrührstab-Sätze bieten eine Auswahl von verschiedenen Größen und Formen, um unterschiedliche Anforderungen im Labor zu erfüllen, sei es das Durchmischen von Flüssigkeiten, das Auflösen von Feststoffen in Lösungen oder um feste Partikel in Suspension zu halten.
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Um das Magnetrührstäbchen nach Beendigung des Rührvorgangs wieder aus dem Gefäß zu bekommen, ohne den Inhalt entleeren zu müssen, kommt ein „Rührstabentferner“ zum Einsatz. Dieser auch als Rührfischangel oder Magnetangel bezeichnete, ca. 15 cm bis 45 cm lange Stab ist am unteren Ende mit einem Magneten versehen und durch einen Kunststoff-Überzug geschützt. Durch die geometrisch oft einfache Konstruktion des Rührfisches wird die anschließende Reinigung erleichtert.
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| Beitragsbild | © raland - stock.adobe.com Grafik: Magnetrührer | © Sergey Ryzhov - stock.adobe.com |