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Trennverfahren
www.forstschule.at (c) by Gerald Trutschl
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