Ein paar (fast) kostenlose Tools für Chemie und Verfahrenstechnik

Auch ich benutze ein Tool, um Molmassen auszurechnen. Warum? Aus Faulheit. Dimensionslose Kennzahlen? Ebenso. Selbst wer die Formel auswendig in den Taschenrechner eingeben kann, lässt sich gelegentlich gerne die Arbeit abnehmen. Heute, zu Ferienbeginn, möchte ich Ihnen ein paar Tools vorstellen, mit denen Sie Ihren Schreibtisch – allerdings erst vor den nächsten Ferien – schneller leer bekommen können.

Chemie-Tools

Der Werkzeugkasten auf Chemie.de bietet den schon erwähnten Molmassen-Rechner, eine leider fast nutzlose Akronymsuche und einen Einheitenkonverter, der deutlich mehr kann als der im Windows Betriebssystem enthaltene.

Wenn Sie eine wirklich gute Akronym- und Synonymsuche wollen, dann nehmen Sie ChemSpider.

Der Preis für die sinnlosesten und unrichtigsten Chemierechner geht an die Chemierechner von Rechneronline.de:

• Der eigenartige Atommassenrechner funktioniert in zwei Richtungen: Trägt man in das oberen Feld („u“) eine Masse (in g) ein, dann rechnet das Tool beim Klick auf „Berechnen“ für jede Atomsorte aus, wieviel Mol das jetzt sind. Bei Kohlenstoff steht etwa 0,999, weil Kohlenstoff die Atommasse 12,011 hat.  Trägt man allerdings – und jetzt wird es verwirrend – in eines der Felder direkt neben den Elementen eine Molmenge ein (etwa wieder bei Kohlenstoff eine 2), dann erscheint im Feld „u“ die Masse dieser Stoffmenge und in jedem anderen Feld, wieviel Mol diese Masse für das jeweilige Element bedeuten würde.
• Ein Verdünnungsrechner, allerdings nur für starke Säuren und Basen wie Salzsäure oder Natronlauge. Bei schwachen oder mehrwertigen Säuren und Basen (Phosphorsäure, Ammoniak) und in der Nähre der Pufferpunkte wird der Rechenwert arg ungenau.
• Ebenso der Gehaltsrechner für Lösungen: Dies ist eine reine mathematische Prozentrechnung und berücksichtigt nicht die bei vielen Lösungen auftretenden Volumenkontraktionen, was man schon daran erkennt, dass nicht nach Stoff, Massen- oder Volumen-% gefragt wird, sondern einfach nach %. Um zu wissen, dass 40% von 800 ml gleich 320 ml sind, braucht absolut niemand ein Tool.
• Etwas nützlicher ist das Tool „Wärmekapazität„, welches die Formel Q = C * m * deltaT mit einigen Stoffdaten hinterlegt und durch Division mit der Zeit auch die Leistung für den Vorgang ermittelt. Wenn Sie also angeben, ein Glas Eiswasser in 15 Sekunden herunterzukippen und auf Körpertemperatur zu bringen, errechnet sich ein Energiebedarf von 9,2 kcal, etwa wie eine Minute Seilhüpfen, und eine Leistung von 2,5 kW. 2,5 kW ist für den menschlichen Körper schon eine reife Leistung. Wer weiß, wie lange das Wasser wirklich braucht, um 37 °C zu erreichen?

Fließschemata erstellen

Es gibt zahlreiche Tools, mit denen man online Fließbilder erstellen kann. Lucidchart bietet eine relativ große Bibliothek an vorgefertigten Objekten, allerdings ist die kostenlose Version etwas eingeschränkt.

Wenn Sie eine der Open-Source-Suiten DWSIM oder COCO installiert haben, können Sie damit natürlich auch relativ leicht Fließbilder erstellen. Allerdings verlangt die Software natürlich, dass man die Apparate und Stoffströme einigermaßen charakterisiert, sonst ist die Grafik voller seltsamer Farben und kleiner gelber Dreiecke, was sich kaum zum Weiterverarbeiten eignet. Zum reinen illustrativen Zeichnen sind diese Programme zu groß, für wirkliche Anlagenplanung wiederum oft zu unfertig, aber für Entwürfe reicht es.

Rohre, Wärmetauscher und Kennzahlen

Die Wenger Engineering GmbH bietet auf Ihrer Shop-Seite, neben einigen Bezahlprogrammen, auch ein ganzes Bündel von Excel-Tools für verschiedene kleine Anwendungen an. Hydraulischer Durchmesser, Mindestwandstärke von Druckbehältern, ein Tool für die Auslegung von Wärmetauschern und vieles mehr.

Der selbe Anbieter offeriert unter der Adresse „Simulationsplattform“ eine ganze Reihe von Tools zur Berechnung von dimensionslosen Kennzahlen, Luftdaten, Geometrie etc. an. Bei vielen Größen sind auch ausführliche Erklärungen hinterlegt. Was war doch gleich die Péclet-Zahl?

Die Aerzener Maschinenfabrik GmbH, zur Verkaufsunterstützung ihrer Gebläse und Verdichter, bietet einen Raumbelüftungsrechner.

Zustandsgleichungen

• Die ideale Gasgleichung: Fast zu einfach für ein Tool (d. h. es ist leichter, von Hand zu rechnen, als ein Tool zu verstehen), aber hier wäre trotzdem ein kleines Werkzeug.
• Das folgende Tool verstehe ich nicht recht: hier kann man – anscheinend völlig sinnfrei – Gaskonstanten berechnen (in J/(K*mol)), indem man beliebige Wertetripel von Druck, Temperatur und Volumen, jedoch keine Stoffmenge eingibt.
• Für einige reale Gase werden auf der Seite „Realgasfaktoren“ Hintergründe und einige Zahlen geliefert und auf ein Tool verlinkt. Was die Seite auch erklärt ist, dass jede der realen Zustandsgleichungen ihre Schwächen hat und man wissen muss, wann man welche anwenden kann – am einfachsten, indem man ein paar Berechnungspunkte mit realen Daten aus Stoffdatenbanken oder Nachschlagewerken vergleicht.