Trennmethoden
Einführung
Du weißt schon, dass es verschiedene Stoffe gibt, die unterschiedliche Eigenschaften haben. Wenn nun ein Stoffgemisch aus mehreren Stoffen besteht, können die unterschiedlichen Eigenschaften der Stoffe nützlich sein. Anhand der verschiedenen Charakteristika ist es nämlich möglich, Stoffgemische aufzulösen und die einzelnen Bestandteile zu ermitteln. Es gibt verschiedene Trennverfahren und viele praktische Anwendungen, die wir uns jetzt Schritt für Schritt anschauen wollen. Die Eigenschaften, die wir uns zu nutze machen können sind:Größe, Gewicht, Dichte, Schmelz- oder Siedetemperatur, Löslichkeit und Ladung.
Natürlich gibt es noch weitere Eigenschaften, diese reichen jedoch zunächst aus.
1. Aussortieren
Aussortieren ist eine Methode, die dir sicher logisch erscheint. Es geht dabei um die Trennung von Stoffen, die so offensichtlich unterschiedlich sind, dass du sie mit der Hand oder einer Pinzette sortieren kannst. Ein Gemisch aus zwei Feststoffen wird dazu in einer Petrischale ausgebreitet. Die zwei oder mehr verschiedenen Substanzen sortierst du dann in zwei oder mehr Gefäße.Im Labor kommt das relativ selten vor, da reine Stoffe meistens schon in getrennten Behältern gelagert werden. In Alltag ist aber beispielsweise die Mülltrennung eine Form der Stoffsortierung.
2. Sieben
Das Sieben von Stoffen nutzt die unterschiedliche Stoffgröße aus. Auf dem Spielplatz sieben Kinder Sand durch und trennen damit kleinere Sandteile von größeren. Diesen Effekt nutz man in der Chemie um Stoffe nach ihrer Größe zu trennen. Unterschiedliche Siebe mit verschieden großen Poren können unterschiedliche Feststoffe voneinander trennen.3. Filtrieren
Abb. 1: Die Filtration nutzt die unterschiedlichen Teilchengrößen aus.
Das Filtrieren ist sehr ähnlich zum Sieben, allerdings werden hierbei Feststoffe von Flüssigkeiten getrennt. Die Feststoffe bleiben als Filterrückstand in dem Filterpapier hängen. Die Flüssigkeit tropft durch das Filterpapier und kann als Filtrat aufgefangen werden. Auch hierbei ist die Porengröße im Filterpapier wichtig, obwohl du diese nicht mit bloßem Auge erkennen kannst. Die Poren im Papier müssen kleiner sein, als der Durchmesser der Feststoffpartikel. Manchmal wird nicht Papier als Filter verwendet, sondern poröses Glas, Kunststofffolien und poröse Keramik.
4. Extrahieren
Beim Extrahieren oder Abscheiden werden zwei flüssige Stoffe, die zusammen in einer Lösung sind, getrennt. Hierzu ist es wichtig, dass die Flüssigkeiten zwei Phasen bilden. Das kannst du zum Beispiel beobachten, wenn bei einer Salatsoße Öl oben und Essig unten schwimmt. Im Labor verwendet man dann einen Scheidetrichter. Hierbei lässt man die untere Flüssigkeitsphase in einen Behälter ablaufen, bis zu der Grenze zur oberen Phase.5. Sedimentieren
Abb. 2: Bei der Sedimentation ist die Dichte der Stoffe entscheidend.
Im Alltag kannst du das beobachten, wenn sich in einer heißen Schokolade, nach längerer Wartezeit, das Kakopulver am Boden der Tasse absetzte.
Im Labor wird dieser Effekt durch das Zentrifugieren beschleunigt.
6. Magnetscheide
Auf Müllhalden und Schrottplätzen werden Stoffe in magnetisierbare und nicht magnetisierbare Teile getrennt. Dazu nutzt man eine Maschine, die mit Hilfe eines Elektromagnets magnetisierbare Stoffe festhält, während die anderen in einen Auffangbehälter fallen. Wenn sich der Magnet dann weiter dreht, werden die magnetisierenden Stoffe über einem zweiten Auffangbehälter abgelöst.
Abb. 3: Das Trennverfahren wird auf Schrottplätzen und Müllhalden häufig verwendet.
Zusammenfassung
Du hast nun ein paar Trennmethoden kennengelernt. Natürlich gibt es noch viele mehr und in unterschiedlichen Industriezweigen werden verschiedene Methoden verwendet. Wichtig ist immer zu überlegen, welche Stoffeigenschaften du dir zu nutze machen kannst. Worin unterscheiden sich die Stoffe in deinem Gemisch? Besteht mein Gemisch aus zwei oder mehr verschiedenen Stoffen?Wenn du ein Gemisch, das aus mehreren Stoffen besteht, trennen sollst, kannst du mehrere Trennmethoden nacheinander einsetzen.