Trennverfahren
Inhalt
Physikalische Trennverfahren
Filtrieren und Extrahieren
Stoffgemische können mit physikalischen Methoden in die einzelnen Reinstoffe getrennt werden. Dafür nutzt man die unterschiedlichen Eigenschaften der beteiligten Reinstoffe (wie Siedepunkte oder Löslichkeit).
Filtrieren:
Hier werden Festkörper aus Flüssigkeiten oder Gasen abgetrennt.
Beispiele: Luftfilter beim Auto, Filtern von Schmutzwasser
Extrahieren: (lateinisch = herausziehen)
Mit geeigneten Flüssigkeiten können Stoffe aus Festkörpern, Flüssigkeiten oder Gasen herausgelöst werden.
Beispiele: Herauslösen von Kaffee mit Wasser, Entfernung von Fettflecken mit Benzin
Extraktion von Tee
Gib einen Spatel voll Teeblättern in ein Becherglas mit heißem Wasser. Beobachte, was passiert, und begründe, warum man Tee ziehen lassen soll. Stelle fest, welche Stoffeigenschaft bei der Extraktion ausgenutzt wird. Filtriere das heterogene Gemisch und beschreibe, auf welche Stoffeigenschaft es hierbei ankommt.
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Zentrifugieren
Die Auftrennung erfolgt mithilfe der Fliehkraft nach unterschiedlicher Dichte.
Beispiele: Wäscheschleuder, Entrahmen der Milch, Salatschleuder
Destillieren
Stoffe mit unterschiedlichen Siedepunkten werden getrennt. In einem Kühler werden die Dämpfe verflüssigt (kondensiert).
Beispiele: Gewinnen von destilliertem Wasser, Schnaps brennen
Brennerei
Die Destillerie eines Obsthofes in Freiburg-Opfingen, Breisgau. Fassungsvermögen des Kessels: 140 Liter.
Chromatografieren (griechisch = Farbenschreiben)
Es gibt verschiedene Arten von Chromatografie, aber immer transportiert eine bewegliche, mobile Phase die Stoffmischung über eine stationäre (feste) Phase. Abhängig von der chemischen Natur und Gestalt der Teilchen bleiben diese an unterschiedlichen Stellen hängen und werden so aufgetrennt.
Beispiele: Auftrennung von wasserlöslichen Farbstoffen, Identifizierung von Drogen
Chemische Trennverfahren
Beispiele für chemische Trennverfahren
Reinstoffe, die man zumeist mittels physikalischer Trennverfahren erhalten hat, können nur auf chemischem Wege zerlegt werden – sofern sie nicht bereits in elementarer Form vorliegen. Schlussendlich erhält man elementare Stoffe, die chemisch in keine einfacheren Stoffe mehr zerlegt werden können.
Chemische Trennverfahren sind von großer industrieller Bedeutung.
Beispielsweise können aus Erzen, die oft Metalloxide (Verbindungen aus Metallen und Sauerstoff) sind, reine Metalle gewonnen werden, indem den Metalloxiden durch sogenannte Verhüttung (siehe Bild) der Sauerstoff entzogen wird.
Ein anderes wichtiges Beispiel ist die Elektrolyse von Wasser. Dabei wird Wasser mithilfe von elektrischem Strom in seine Bestandteile zerlegt (siehe Bild: Hoffmann’scher Wasserzersetzungsapparat).
Elektrolyse von Wasser
Bei diesem Experiment wird Wasser mithilfe von elektrischem Strom (Gleichstrom) in seine Bestandteile zerlegt. Dafür benötigst du ein Becherglas, zwei vorne und hinten gespitzte Bleistifte, warmes Wasser, ein Stück Karton, zwei Leitungen mit Krokoklemmen und eine 9-Volt-Batterie. Baue das Experiment wie auf dem Bild auf und beobachte genau, was passiert. Finde mithilfe des Experiments eine Erklärung der zugrundeliegenden Reaktionsgleichung: 2 H₂O → 2 H₂ + O₂
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Recherchiere im Internet, wofür man Wasserstoff und Sauerstoff benötigt.
Wasserstoff:
Sauerstoff:
Training
Fragen zu Trennverfahren
Weitere Fragen zu Trennverfahren
Chromatografie
Fülle etwas Wasser in eine flache Schale. Male mit einem dunklen Filzstift einen dicken Punkt in die Mitte eines Filterpapiers, stich ein Loch in die Mitte des Filterpapiers und stecke einen gerollten Docht aus Filterpapier in das Loch. Lege das Filterpapier auf die Schale, sodass nur der Docht in die Flüssigkeit taucht. Belasse den Docht so lange in der Lösung, bis sich die Farben getrennt haben, dann ist das Chromatogramm fertig.
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Destillation
Recycling
Beim Recycling von Stoffen können verschiedenste Gemische auftreten.
Deine Lehrkraft stellt ein Gemisch aus Sand, Salz, Aktivkohle und Eisenpulver zusammen. Das Ziel eurer Gruppe ist es, das Gemisch wie eine Recyclingfirma so gut wie möglich in die Bestandteile zu trennen. Je besser es funktioniert, umso besser arbeitet eure „Recyclingfirma“. Erstellt einen Plan mit allen Materialien, die ihr benötigt und beschreibt, wie die einzelnen Trennverfahren angewandt werden. Den fertigen Plan besprecht ihr mit eurer Lehrkraft. Wenn euer Plan ausgereift ist, beginnt mit der Stofftrennung.
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Thermolyse
Gib in ein Reagenzglas ein paar Holzspäne und verschließe das Reagenzglas mit einem Stopfen, der eine Bohrung aufweist, in der ein kurzes Glasrohr steckt. Erhitze das Reagenzglas mit dem Brenner, bis aus dem Glasrohr Rauch aufsteigt. Entzünde die frei werden Holzgase. Beschreibe deine Beobachtung.
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Fachtexte müssen präzise geschrieben werden,
damit Informationen ohne unnötige Formulierungen entnommen werden können.
Streiche unnötige Wörter aus dem Text und schreibe den Text als Zusammenfassung auf.
Meine Zusammenfassung:
Merke
Physikalische und chemische Trennverfahren
Gemische lassen sich durch physikalische Verfahren (z. B. Filtrieren, Extrahieren, Destillieren) in ihre Bestandteile (Reinstoffe) zerlegen. Reinstoffe können nur durch chemische Reaktionen in ihre Einzelteile (Elemente) zerlegt werden. Für beide Trennverfahren nutzt man die Eigenschaften der jeweiligen Stoffe.
