Trennverfahren

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Inhalt

Einteilung der Materie

Homogene vs. Heterogene Gemische

Trennverfahren

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Materie

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Materie

Gemische

heterogene

homogene

Reinstoffe

Elemente

Verbindungen

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Gemische

Gemische sind Stoffe die aus einem oder mehrere unterschiedlichen Stoffen bestehen.

Man unterscheidet:

- homogene Gemische

- heterogene Gemische

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Gemische

bei heterogen Gemischen lassen sich die einzelnen Bestandteile optisch (mit Auge oder Lichtmikroskop) unterscheiden. Als Beispiel soll Granit dienen:

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Gemische

bei homogenen Gemischen lassen sich die einzelnen Bestandteile optisch nicht unterscheiden. Sie werden generell als Lösungen bezeichnet. Als Beispiel dient z.B. Dicksaftlimonade, Whiskey, Wein und Luft

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Reinstoffe

Reinstoffe sind Stoffe aus einer einzigen

Teilchensorte, sie sind physikalisch nicht mehr

weiter auftrennbar.

Elemente sind chemische Grundstoffe und

können nicht mehr weiter aufgetrennt werden.

Verbindungen sind Stoffe die mit chemischen Methoden aber nicht physikalischen zerlegbar sind.

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Heterogene Gemische

Heterogene Gemische sind meist mehrphasig!

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Aggregatzustand Name Beispiel

fest + fest Gemenge Granit, Schwarzpulver

fest + flüssig Suspension Malerfarbe (Innenweiß), Schlamm

flüssig + flüssig Emulsion Milch, Feuchtigkeitscreme

flüssig + gasförmig Aerosol Schaum, Nebel

fest + gasförmig Aerosol Rauch

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Übergangsbereich

Kolloidale Lösungen stellen einen Übergangsbereich zwischen homogenen und heterogenen Gemischen dar. Diese Nanopartikel weisen eine Größe von 10-100nm auf. Mit einem gebündelten Lichtstrahl können diese Lösungen erkannt werden. (John Tyndall Effekt)

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Bildquelle: https://www.thoughtco.com/definition-of-tyndall-effect-605756 [14.11.2017]

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Trennung von

heterogenen Gemischen

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Trennung nach Teilchengröße

Sieben:

Filtrieren:

Den festen Rückstand

im Filter nennt

man Filterkuchen.

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Bildquelle: By Suman6395 - Own work, CC BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=41146684

Filter

Trichter

Filtrat

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Sedimentieren & Dekantieren:

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Zeit

Schlammwasser

Trennung unterschiedlicher

Dichte

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Trennung unterschiedlicher

Dichte

Zentrifugieren:

Schnelles Sedimentieren durch

künstliches Schwerefeld.

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Bildquelle: By Magnus Manske - Own work, CC BY 1.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=494

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Trennung unterschiedlicher

Dichte

Sink-Schwimm-Verfahren:

- leichte Teilchen schwimmen auf

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Leichte Teilchen

Schwere Teilchen

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Trennung unterschiedlicher

Dichte

Zyklonieren:

- schwere Teilchen werden nach außen gepresst

- z.B. Staubsauger ohne Staubbeutel

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Trennung nach Löslichkeit

Extraktion

- herauslösen mit Lösungsmittel (Wasser, Alkohol etc.)

- z.B.: Tee, Kaffee

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Trennung nach weiteren

Eigenschaften

Magnetische Trennung:

- z.B.: Eisenabscheider bei Restmüllauftrennung

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Trennung nach weiteren

Eigenschaften

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Elektrostatische Trennung:

für Rauch/Staub. aufgeladene Teilchen werden angezogen.

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- Pol+ Pol

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Trennung nach weiteren

Eigenschaften

Flotation:

Die zu trennenden Feststoffe werden in eine stark schäumende Flüssigkeit eingebracht, ein Bestandteil haftet bevorzugt am Schaum, der abgeschöpft wird.

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Teilchen mit hoher Affinität zum Schaum

Teilchen ohne Affinität zum Schaum

Schaum

Eingeblasene Luftblasen für Schaumbildung© by GT

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Trennung von

homogenen Gemischen

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Trennung nach unterschiedlichen

Siedepunkten

Destillation:z.B. Trennung von Alkohol (Ethanol) und Wasser

Azeotrop: Dieses Gemisch erreicht eine Zusammensetzung an der beide Stoffe den gleichen Dampfdruck besitzen und somit nicht vollständig voneinander getrennt werden können!

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Trennung nach unterschiedlichen

Siedepunkten

Destillation:

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Stativ

Laborboy

Wasserkühler

Destillat (Fraktion)

Heizpilz

Rundkolben

Thermometer

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Trennung nach unterschiedlicher

Löslichkeit

Abtrennen von 2 Phasen mit Scheidetrichter:

z.B. Trennung von Ethanol und Wasser durch Aussalzen.

Alkohol –Wasser Gemisch wird mit Kaliumcarbonat K2CO3 in einem Schütteltrichter/Scheidetrichter angereichert. Durch das Lösen des Kaliumcarbonats trennt sich die wässrige Phase von der alkoholischen, da das Salz mit dem H2O eine höhere Wechselwirkung aufbaut als mit dem Alkohol.

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Trennung nach unterschiedlichen

Siedepunkten

Abdampfen/Verdunsten (Saline)

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Trennverfahren

Adsorption:

An Aktivkohle können sich Moleküle durch Wechselwirkung an deren großen Oberfläche anlagern (siehe Abb.). Bis zu 2000m²/g Aktivkohle

(z.B.: Entfärben von Cola)

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Bildquelle: Von Mydriatic - Eigenes Werk, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=30264504