De kolf is het werkpaard van het laboratorium. Elke scheikundige, biochemicus of analist werkt er dagelijks mee, maar achter dat ogenschijnlijk eenvoudige stuk borosilicaatglas gaat een uitgebreide familie schuil: van de alledaagse platbodemkolf tot de geavanceerde Schlenk-buis voor luchtgevoelig werk. Dit artikel behandelt de belangrijkste kolftypen, hun alternatieve namen en de principes die bepalen welke kolf u voor welke toepassing kiest.
De platbodemkolf (ook: bekerkolf of flatkolf, in het Engels flat-bottom flask) is de meest basale uitvoering: een bolvormig of cilindrisch lichaam met een platte bodem en een cilindrische hals. De platte bodem maakt hem stabiel op een werktafel en gemakkelijk te verwarmen op een elektrische kookplaat. Omdat een platte bodem mechanisch zwakker is dan een bolle, is de platbodemkolf minder geschikt voor vacuümwerk: bij onderdruk kan de bodem naar binnen bezwijken. Voor atmosferische reacties, oplossingen en korte verhittingen is hij echter uitstekend.
Platbodemkolven zijn leverbaar in volumes van 50 ml tot 5 liter en worden zowel met smalle als met wijde hals geleverd. De wijdhalse uitvoering (ook: wijdhalskolf of Erlenmeyer met wijde hals) vergemakkelijkt het toevoegen van vaste stoffen. Voor roerwerk en routinematige vloeistofbereiding is de platbodemkolf de goedkoopste en meest praktische keuze.
De rondbodemkolf (ook: bolkolf of destillatiefles; Engels: round-bottom flask of RBF) heeft een volledig bolvormige bodem die de mechanische belasting gelijkmatig verdeelt. Daardoor is hij bestand tegen het volledige vacuüm en geschikt voor verhitting in een verwarmingsmantel, waterbad of oliebad. De bolvorm zorgt bovendien voor een optimale menging bij gebruik van een roervlo en minimaliseert dode hoeken waar onomgezet materiaal kan bezinken.
Rondbodemkolven zijn het standaardvaatwerk bij destillatie, rotatieverdamping en synthesereacties. Ze worden geleverd in standaard slijpstukmaten (NS 14/23, 19/26, 24/29, 29/32) waardoor ze rechtstreeks op koelers, opzetstukken en destillatiebruggen aansluiten. Zie ook het artikel Over slijpstuk glaswerk voor een overzicht van compatibele verbindingen.
Een veelgestelde vraag is wat het verschil is tussen een rondbodemkolf en een erlenmeyer. Het verschil zit in bodemvorm en toepassing: de rondbodemkolf heeft een bolvormige bodem die gelijkmatig belasting verdeelt en is geschikt voor vacuüm, destillatie en verhitting in een mantel. De erlenmeyer heeft een conische vorm met platte bodem en is bedoeld voor schudden, titreren en routinewerk bij atmosferische druk. Voor synthese en destillatie verdient de rondbodemkolf de voorkeur; voor volumetrische toepassingen de erlenmeyer.
De puntkolf (ook: peervormige kolf, druppelkolf of pear-shaped flask) heeft een peervormig lichaam dat naar onderen toeloopt in een punt. Door dit smalle onderstuk is vrijwel alle vloeistof bereikbaar voor een roervlo, en droogt de inhoud bij rotatieverdamping vrijwel volledig in zonder dat er een vloeistoffilm in de bolle wand achterblijft. Dit maakt de puntkolf onmisbaar bij het indampen van kleine volumes kostbaar materiaal, zoals fracties van een chromatografische scheiding of eindproducten van een synthese.
De puntkolf is door zijn slanke bodem minder stabiel dan de rondbodemkolf en moet in een standaard worden gezet. Volumes lopen van 10 ml tot 500 ml. In combinatie met rotatieverdamping is hij de eerste keuze wanneer het er op aankomt geen product te verspillen.
De driehalskolf (ook: driehalsrondbodemkolf of three-neck flask) is in essentie een rondbodemkolf met drie halzen: één centrale en twee zijhalzen, doorgaans onder een hoek van 45°. De drie ingangen maken het mogelijk tegelijk een roerder, een terugvloeikoeler en een druppeltrechter of thermometer aan te sluiten zonder dat de opstelling hoeft te worden geopend. Dat is cruciaal bij reacties waarbij de kolf gesloten moet blijven vanwege giftige gassen, vluchtige oplosmiddelen of vochtgevoeligheid.
De driehalskolf is het standaardvaatwerk voor preparatieve organische synthese op laboratoriumschaal. De halzen zijn leverbaar in gelijke of verschillende slijpstukgroottes (NS 14/23 tot NS 29/32) en kunnen worden afgesloten met stoppers, septa of glasstopjes wanneer een ingang tijdelijk niet gebruikt wordt. Twee- en vierhalsvarianten bestaan eveneens, maar zijn minder gangbaar.
Wanneer kiest u voor een driehalskolf in plaats van een Claisen-opzetstuk op een rondbodemkolf? De driehalskolf verdient de voorkeur bij reacties die langdurig lopen en waarbij de opstelling mechanisch stabiel moet blijven, of wanneer drie aansluitingen tegelijk in gebruik zijn. Het Claisen-opzetstuk is flexibeler voor wisselende opstellingen en kleinschalig werk.
De Kjeldahl-kolf is een peervormige rondbodemkolf met een opvallend lange, slanke hals. Die lange hals is functioneel: bij de stikstofbepaling volgens Kjeldahl wordt het monster in geconcentreerd zwavelzuur verteerd bij hoge temperatuur. De lange smalle hals fungeert als primitieve terugvloeikoeler en houdt spatten en zwavelzuurdamp in de kolf in plaats van die te laten ontsnappen. Bij sommige uitvoeringen is een verdere verbreding of bolling in de hals aangebracht voor extra spatbescherming.
De kolf is vernoemd naar de Deense chemicus Johan Kjeldahl (1849–1900), die in 1883 zijn analysemethode voor stikstofbepaling publiceerde. Die methode is vandaag de dag nog steeds de internationale referentiemethode voor eiwitbepaling in levensmiddelen en veevoeder, vastgelegd in normen zoals ISO 1871 en AOAC 920.87. Kjeldahl-kolven zijn leverbaar in volumes van 100 ml tot 800 ml. Zie ook het artikel Stikstofbepaling in het laboratorium voor meer achtergrond over de analysemethode.
Hoe verschilt de Kjeldahl-kolf van een gewone peervormige kolf? Het onderscheidende kenmerk is de buitengewoon lange en smalle hals, die specifiek is gedimensioneerd om spatbescherming te bieden bij de agressieve zwavelzuurdigestie. Een standaard puntkolf heeft een kortere, bredere hals en is niet geschikt als vervanging bij Kjeldahl-analyses.
De afzuigerlenmeyer — in de praktijk ook aangeduid als Kitasato-kolf, vacuümfiltratiefles, zuigerlenmeyer of in Duitstalig taalgebied als Saugflasche — is een erlenmeyer met dikke wanden en een zijhals in de hals van de kolf. De dikke wanden zijn noodzakelijk om de onderdruk bij vacuümfiltratie te weerstaan; een gewone dunwandige erlenmeyer zou bij het aanleggen van vacuüm kunnen imploderen. De zijhals dient voor de aansluiting van de vacuümslang.
De kolf wordt in combinatie gebruikt met een Büchner-trechter of Hirsch-trechter, verbonden via een rubberen of siliconen adapter. Dit is de opstelling die beschreven staat in het artikel Trechters in het laboratorium. De naam "Kitasato" verwijst naar de Japanse bacterioloog Shibasaburo Kitasato (1853–1931), die de kolf onder meer gebruikte bij zijn werk aan tetanus- en pestbacteriën.
Waarom mag voor vacuümfiltratie geen gewone erlenmeyer worden gebruikt? Het wand van een standaard erlenmeyer is te dun om de implosiekrachten bij onderdruk op te vangen. De Kitasato-kolf heeft aanzienlijk dikkere wanden die speciaal voor dit doel zijn gedimensioneerd. Het gebruik van ongeschikte glaswerk bij vacuümwerk brengt ernstig risico op implosie en letsel met zich mee.
De Schlenk-buis (ook: Schlenk-kolf of Schlenk-vat, naar Wilhelm Schlenk, Duits chemicus, 1879–1943) is een cilindrisch glazen vat met een ronde bodem, een zij-uitlaat met stopkraan en een bovenaansluiting voor een slijpstuk of septum. De buisvorm maakt hem compact en gemakkelijk in te vriezen in een Dewar-vat bij vriesdroogoperaties of wanneer de inhoud moet worden ontgast.
Het centrale gebruik van de Schlenk-buis is werken onder inert gas (stikstof of argon) of onder hoog vacuüm met lucht- en vochtgevoelige verbindingen. Via de Schlenk-lijn — een systeem van glazen buizen verbonden met een vacuümpomp en een inertgasreservoir — kunnen vloeistoffen van het ene Schlenk-vat naar het andere worden overgedestilleerd of via een canule worden overgeheveld zonder dat ze in contact komen met lucht. Dit is onmisbaar bij organometaalchemie, katalyseonderzoek en de synthese van pyrofore of hydrolysegevoelige verbindingen.
Wat is een Schlenk-lijn en hoe werkt die? Een Schlenk-lijn is een dubbele glazen verdeelleidingbuis waarop aan één zijde een vacuümpomp is aangesloten en aan de andere kant een inertgasreservoir (doorgaans stikstof of argon). Via driewegkranen kan elke aangesloten Schlenk-buis naar keuze worden doorgespoeld met inert gas of onder vacuüm worden gebracht. Hierdoor kan de analist lucht- en vochtgevoelige stoffen veilig hanteren, overhevelen en bewaren.
Het Claisen-opzetstuk (ook: Claisen-adapter of Claisen-brug, naar Ludwig Claisen, Duits chemicus, 1851–1930) is strikt genomen geen kolf maar een glazen verbindingsstuk dat op een rondbodemkolf wordt geplaatst. Het stuk heeft twee ingangen naast elkaar — de ene voor een destillaatbrug of koeler, de andere voor een thermometer, druppeltrechter of gasinleiding — en één uitgang naar de kolf.
Het grote voordeel ten opzichte van een driehalskolf is de flexibiliteit: met één eenvoudige rondbodemkolf en een Claisen-opzetstuk bouwt men in seconden een opstelling die gelijkwaardig is aan een driehalskolf. Bij fractionele destillatie maakt het Claisen-opzetstuk ook de combinatie mogelijk van een Vigreux- of vulkolom met een zijthermometer, wat bij een driehalskolf onhandiger zou zijn. Claisen-opzetstukken zijn dan ook een essentieel onderdeel van elk compleet slijpstukglaswerkstel.
Bovenstaande illustratie toont de kolftypen op schaal naast elkaar. Opvallend zijn de geheel verschillende bodemvormen — plat, bol, puntig — en de uiteenlopende hals- en schoudervarianten die elk een specifieke functie vervullen.
Vrijwel alle hierboven beschreven kolven zijn vervaardigd uit borosilicaatglas 3.3 (handelsmerken: DURAN, Pyrex, Simax). Dit materiaal combineert een lage uitzettingscoëfficiënt (thermische schokbestendigheid), chemische inertheid en optische transparantie. Voor bijzondere toepassingen zijn kolven ook leverbaar in kwartsglas (UV-transparant, tot >1000 °C) of PTFE (voor sterk corrosieve media).
Welk glasmateriaal is het meest geschikt voor laboratoriumkolven? Borosilicaatglas 3.3 is voor verreweg de meeste toepassingen de standaard vanwege de combinatie van thermische schokbestendigheid, chemische resistentie en mechanische sterkte. Kwartsglas biedt hogere temperatuurbestendigheid en UV-doorlaatbaarheid, maar is aanzienlijk duurder en breekbaarder bij mechanische belasting. PTFE-vaten zijn de keuze bij sterk oxiderende of fluoridehoudende media die glas aantasten.
Kolven met slijpstukken worden na gebruik direct gereinigd om ingedroogde residuen te voorkomen. Glazen slijpstukken worden licht ingevet met kraanvet of siliconenolie; te veel vet verstoort echter reacties en verontreinigt het product. Na reiniging worden kolven open of met een losse stopper bewaard zodat er geen vacuüm kan ontstaan dat de stop vasttrekt. Voor meer informatie over reinigingsprotocollen, zie het artikel Over laboratorium reinigingsmiddelen.
Bekijk ons assortiment slijpstuk glaswerk en bekers en erlenmeyers voor de passende kolven en accessoires.
Disclaimer: De informatie in dit artikel is bedoeld als algemene technische toelichting. Canidae Seal B.V. / Labvakhandel.nl aanvaardt geen aansprakelijkheid voor de toepassing van deze informatie in specifieke analytische, klinische of industriële situaties. Raadpleeg voor uw eigen toepassing altijd de geldende normen, vakliteratuur en de documentatie van fabrikant en apparatuur.
Inloggen
Wachtwoord vergeten
Account aanmaken
Uw winkelwagen is leeg.
