Scheidingsmethoden

Hoofdstuk 2
scheidingstechnieken
MATERIE
alle materie
mengsels
scheiden (destillatie,
filtratie enz)
ontleedbarestoffen
(bestaan uit
moleculen dus
meerdere
atoomsoorten)
zuivere stoffen
ontleden
(thermolyse,
electrolyse,
fotolyse)
niet-ontleedbare
stoffen (bestaan
uit 1 atoomsoort)
SCHEIDINGSMETHODEN
• Om mengsels te scheiden hebben we
verschillende (fysische) scheidingsmethoden.
• De scheiding vindt puur plaats op grond van
fysische eigenschappen van de stoffen zoals
kookpunt; dichtheid etc.Er vindt dus geen
chemische reactie plaats!
Filtratie
• Bij heterogene vastvloeibaar mengsels
oftewel suspensies.
• Berust op verschil in
de grootte van de
deeltjes.
• Vloeistof gaat door
het filter(filtraat) / de
vaste stof blijft achter
in het filter(residu)
•
Filmpje Filtreren
FILTRATIE
1.
2.
3.
4.
Glazenstaaf
Statief
Suspensie
Filtreerpapier (met
residu)
5. Trechter
6. Bekerglas
7. Filtraat
Centrifugatie
Door de snelheid versnel je als het
ware het neerslaan, dat anders door
de zwaartekracht zou gebeuren. De
stof met de hoogste dichtheid komt
onderin de buis.
• Berust op verschil in
dichtheid
• Toepasbaar bij
heterogene mengsels
(voornamelijk
suspensies,
eventueel emulsies)
•
Filmpje Centrifugeren
Destillatie
• Toepasbaar bij
homogene mengsels.
• Oplossingen vastvloeibaar en
vloeibaar-vloeibaar.
• Berust op verschil in
kookpunt. (het
verschil in kookpunt
moet groot genoeg
zijn.)
•
Filmpje Destilleren
Destillatie
1. Brander
2. Destillatiekolf (met
residu)
3. Destillatiekolom
4. Thermometer
5. Koelwater uit
6. Koeler
7. Koelwater in
8. Opvangvat (met
destillaat)
ADSORPTIE
Als je voedselvergiftiging
hebt opgelopen; slik je
norrit. De giftige stoffen
adsorberen aan het
oppervlak van deze vorm
van koolstof.
• Toepasbaar bij
verschillende soorten
mengsels
• Berust op
aanhechtingsvermogen
van moleculen aan het
contactoppervlak van het
adsorptie middel.
• Wordt vaak gebruikt in
combinatie met filtreren.
• Niet te verwarren met
absorptie (opnemen).
ADSORPTIE
moleculen
Norit
Aan het verontreinigde water
wordt een adsorptiemiddel
toegevoegd. Dit adsorptie middel
is fijn verdeeld, het bestaat dus
uit kleine deeltjes, die samen een
groot oppervlak hebben. De
moleculen van de geur-, kleur- en
smaakstoffen hechten goed aan
de deeltjes van het
adsorptiemiddel. Als het ontstane
mengsel gefilterd wordt, blijft niet
alleen het absorptiemiddel
hangen, maar ook de moleculen
van de geurstoffen, kleurstoffen
en/of smaakstoffen. Een bekend
adsorptiemiddel is Norit. Norit is
erg fijnverdeeld koolstof poeder.
Vijf gram norit heeft de
oppervlakte van een voetbalveld.
CHROMATOGRAFIE
• Kleine hoeveelheden (van alle
soorten) mengsels
• Berust op verschil in
adsorptievermogen aan het
chromatografie-papier en
verschil in oplosbaarheid in de
loopvloeistof.
• Deze methode is vooral om de
samenstelling van stoffen te
vergelijken.
• Wordt bijvoorbeeld gebruikt om
te kijken welke medicijnen
iemand bij een
zelfmoordpoging heeft geslikt.
Een monster uit de maag
wordt dan vergeleken met
bekende medicijnen.
CHROMATOGRAFIE
Hoe verder het vlekje
meeloopt – hoe beter
het oplost in de
loopvloeistof en – hoe
slechter het hecht aan
het oppervlak van het
papier.
•
Filmpje Chromatografie
Vlekjes altijd boven de
loopvloeistof aanbrengen,
anders lossen ze al op!
EXTRACTIE
• Met name toepasbaar
bij heterogene vastvast mensels
• Berust op verschil in
oplosbaarheid in het
extractiemiddel
• Voorbeeld: koffie en
thee zetten
• Meestal in combinatie
met filtratie
•
Filmpje Extractie
EXTRACTIE
Het zetten van koffie
Als heet water in
aanraking komt met
gemalen koffie, lossen de
aroma-, kleur- en
smaakbestanddelen in het
hete water op. Hoeveel
van deze bestanddelen
uiteindelijk in het kopje
terechtkomen is
afhankelijk van de maling,
de kwaliteit en het volume
van het water, de
zettemperatuur en de tijd
dat het water in contact
staat met het maalsel
(zettijd).
FILMPJES
•
•
•
•
•
Chromatografie
Filtreren
Destilleren
Centrifugeren
Extractie
Practicum filtratie
1. Vouw het filter zoals
hiernaast aangegeven.
2. Doe het filtreer papier in
de trechter.
3. Filtreer een mengsel van
water en krijt.
4. Zorg ervoor dat je het
mensel alleen in het
filtreer papiertje giet en
niet erlangs!
5. Maak een tekening van
je opstelling en geef aan
wat het filtraat is en wat
het residu.
Zand en zout scheiden
• Je krijgt een mengsel van zand en zout.
• Bedenk een methode om het zand en het
zout appart in een potje te krijgen.
• Voer na overleg met docent of TOA de
proef uit.
Extractie
• Giet ongeveer 10 mL heet water (halve
reageerbuis) in een bekerglas met gemalen
koffiebonen. Roer goed!
• Filtreer het mengsel en vang het filtraat op in een
schone, droge reageerbuis.
• Giet nogmaals 10 mL heet water bij de koffiebonen
die nu in het filter zitten. Vang het filtraat op in een
andere reageerbuis.
• Vergelijk beide filtraten; wat is het verschil?
• Damp in een porseleinen schaaltje een deel van het
eerste filtraat in. Houd op met verwarmen als het
filtraat bijna droog is gekookt.
• Voorspel of het residu oplosbaar is in water.
• Onderzoek of het residu, oplosbaar is in water.
Chromatografie
• Trek met behulp van een potlood een lijn op een rechthoekig stukje
filtreerpapier, ongeveer 1 cm van de onderkant.
• Breng op deze lijn enkele stippen aan van een aantal verschillende
viltstiften. Gebruik ook zwarte viltstift.
• Breng ongeveer een halve centimeter hoog water in een bekerglas.
• Vouw het papier in de lengte doormidden, zodat het rechtop in het
bekerglas kan staan zonder dat het de wand raakt.
• Zet het filtreerpapier met de onderkant in het bekerglas. Zorg ervoor
dat het de wand niet raakt en dat de stippen boven de vloeistofspeigel
staan.
• Laat het net zolang staan tot het papiertje voor het grootste deel nat is.
• Haal het papier uit het bekerglas en laat het drogen.
• Herhaal de proef met een andere loopvloeistof; bijvoorbeeld aceton of
een mengsel van water en aceton.
• Elke andere combinatie van loopvloeistof en adsorptiemiddel geeft een
ander resultaat; hoe komt dat?
• OEFENINGEN:
Hoe kan men de volgende mengsels scheiden?
•
•
•
•
•
water en zout
zand en ijzervijlsel
olie en water
water en alcohol
krijt in water (2x)
Hoe kan je twee vloeistoffen (de ene is een
oplossing en de andere is een zuivere stof)
van elkaar onderscheiden?