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1.4 Gemische und Trennverfahren
Ein Gemisch besteht aus mindestens zwei reinen
Stoffen.
Gemische können in ihre Bestandteile (reine Stoffe)
zerlegt werden.
Homogenes/Heterogenes GemischMan unterscheidet zwei Arten von Gemischen:
• Homogenes Gemisch:Stoffgemische, bei denen man trotz Vergrösserung mit dem Mikroskop keine einzelnen Bestandteile erkennen kann, nennt man homogen.
• Heterogenes Gemisch:Stoffgemische, die nicht einheitlich aufgebaut sind und in denen deshalb die verschiedenen Bestandteile zu erkennen sind, nennt man heterogen.
Beispiele
• Salzwasser homogenes Gemisch
• Milch heterogenes Gemisch
• Luft homogenes Gemisch
• Rauch heterogenes Gemisch
Phasen
Einen homogenen Bereich eines Stoffes nennt man Phase.
Heterogene Stoffgemische bestehen aus mehreren Phasen,
zwischen denen es erkennbare Grenzflächen gibt.
Bsp. Öl-Wasser-Gemisch
Heterogene Gemische
Gemenge
Ein Gemenge ist ein heterogenes Gemisch, welches aus
verschiedenen Feststoffen besteht.
Beispiel: Granit
Granit
Granit ist ein Gemenge aus Feldspat, Quarz und Glimmer.
Suspension (Aufschlämmung)
Eine Suspension entsteht, wenn ein Feststoff in einer
Flüssigkeit, in der er nicht löslich ist, fein verteilt wird.
Beispiele: - Apfelsaft
- Orangensaft
- aufgewühlter Fluss
Emulsion
Emulsionen entstehen, wenn eine Flüssigkeit in feinen
Tropfen in einer anderen Flüssigkeit verteilt wird.
Beispiele: - Milch (Fetttröpfchen in Wasser)
- Kosmetikprodukte
Schaum
In einem Schaum befinden sich Gasblasen in einer Flüssigkeit.
Badeschaum Meeresschaum
NebelIn einem Nebel schweben feinste Flüssigkeitstropfen in einem
Gas.
Rauch
Ein Gemisch aus feinen Feststoffpartikel in einem Gas nennt
man Rauch.
Zigarettenrauch Rauch über einem Feuer
Heterogene Gemische
Aggregatszustand Feststoff
in
Flüssigkeit
in
Gas
in
Feststoff Gemenge - -
Flüssigkeit Suspension Emulsion Schaum
Gas Rauch Nebel -
Homogene Gemische
LegierungEine Legierung ist ein homogenes Gemisch aus mindestens zwei Metallen
(Metalle sind Feststoffe).
Bronze ist eine Legierung mit mindestens 60 % Kuper
Lösungen
Es gibt verschiedene Arten von Lösungen:
Festkörper in Flüssigkeit: z.B. Salzwasser-Lösung
Flüssigkeit in Flüssigkeit: z.B. Wasser-Alkohol Gemisch
Gas in Flüssigkeit: z.B. Sauerstoff in Wasser
Kohlenstoffdioxid in Wasser
Gasgemisch
Verschiedene Gase bilden zusammen ein homogenes
Gemisch. Man nennt es Gasgemisch.
Beispiel: Luft
Homogene Gemische
Aggregatszustand Feststoff
in
Flüssigkeit
in
Gas
in
Feststoff Legierung
(nur bei Metallen)
- -
Flüssigkeit Lösung Lösung Lösung
Gas - - Gasgemisch
Trennverfahren
Mit Hilfe geeigneter Trennverfahren lassen sich Gemische in
ihre Bestandteile (reine Stoffe) zerlegen.
Filtration
Die Filtration eignet sich zur Trennung von nicht löslichen Feststoffen aus Flüssigkeiten oder Gasen.Ein Filter wirkt wie ein Sieb mit ganz feinen Poren, wodurch der Feststoff zurückgehalten wird.
Beispiele: - Teebeutel- Kaffeefilter- Zigarettenfilter
Geeignet zur Trennung von: - Suspension
- Rauch
Extraktion (Herauslösen)
Bei der Extraktion nützt man die unterschiedlichen Löslichkeiten von Feststoffen aus. Mit geeigneten Flüssigkeiten lassen sich einzelne Feststoffe aus einem Gemenge extrahieren (herauslösen), während die unlöslichen Bestandteile zurückbleiben.
Beispiele: - Tee- Kaffee
Geeignet zur Trennung von: - Gemengen
Trennung mit Scheidetrichter
Zwei nicht mischbare Flüssigkeiten können mit Hilfe eines
Scheidetrichters getrennt werden. Dabei macht man sich die
unterschiedlichen Dichten zu Nutze.
Beispiel: Trennung Wasser und Öl
Öl hat eine geringere Dichte als Wasser und befindet sich
deshalb in der oberen Phase.
Mit Hilfe des Scheidetrichters kann das Wasser nun bis zur
Phasengrenze herausgelassen werden.
Zentrifugieren
Beim Zentrifugieren wird ein Gemisch schnellen
kreisförmigen Bewegungen ausgesetzt.
Die Trennung erfolgt aufgrund der unterschiedlichen Dichten
durch die Zentrifugalkraft.
Geeignet zur Trennung von: - Emulsionen
- Suspensionen
Zentrifugieren
Blut vor (rechts) und nach (links) dem Zentrifugieren
Zentrifuge
Destillation
Die Destillation eignet sich zur Trennung von Lösungenaufgrund unterschiedlicher Siedepunkte. Dabei wird eine Lösung so weit erwärmt, dass nur ein reiner Stoff den Siedepunkt erreicht. Die restlichen Stoffe bleiben zurück.
Auch Gasgemische können getrennt werden, indem das Gasgemisch zuerst verflüssigt wird (tiefe Temperaturen nötig) und anschliessend eine Destillation durchgeführt wird.
Geeignet zur Trennung von: - Lösungen- Gasgemische
Destillieren von Wein
• Siedepunkt von Alkohol: 78 °C
• Siedepunkt von Wasser: 100 °C
Destillation:
Ein Stoff aus einer Lösung wird verdampft. Das Gas steigt nach oben und wird durch das Kühlwasser zum kondensieren gebracht. Das flüssige Kondensat wird aufgefangen.
Weiteres Beispiel:Destilliertes Wasser
Um sauberes Wasser aus verunreinigtem Wasser zu gewinnen
kann ebenfallf eine Destillation durchgeführt werden. Dieses
saubere Wasser nennt man destilliertes Wasser.
Chromatografie
Bei der Chromatografie nützt man die unterschiedliche
Haftfähigkeit von Feststoffen aus.
Bei der Papierchromatographie werden die unterschiedlichen
Farbstoffe durch das Fliessmittel unterschiedlich weit
befördert.
Geeignet zur Trennung von: - Gemenge
- Lösung
Trennverfahren
Trennverfahren zur Trennung genutzte Eigenschaft
Geeignet zur Trennung von
Filtration Teilchengrösse Suspension, Rauch
Extraktion Löslichkeit Gemenge
Zentrifugieren Dichte Suspension, Emulsion
Destillation Siedetemperatur Lösungen, Gasgemisch
Chromatographie Haftfähigkeit Gemenge, Lösungen
Quellenangabe
Folie 7: http://www.kristallin.de/Schweden/Sorsele/Sorsele-Granit.htm
Folie 10: http://adebunklife.blogspot.ch/2011_04_01_archive.html
http://view.stern.de/de/picture/Meeresschaum-Blau-Natur--Landschaft-2256884.html
Folie 11: http://www.rudolf-jetter.de/gedichteordner/nebel.htm
Folie 12: http://de.123rf.com/photo_6219769_frau-ausatmen-zigarettenrauch-auf-schwarzem-hintergrund.html
http://www.bahnbilder.de/name/einzelbild/number/484193/kategorie/oesterreich~bahnhoefe~ried-im-innkreis.html
Folie 15: http://bern-1914.org/souvenir/me05_bronze_medaille.html
Folie 25: http://www.simplyscience.ch/desktopdefault.aspx/tabid-385/41_read-5589
http://www.mikrooek.de/presse/bildergalerie
Folie 27: http://www.chemiedidaktik.uni-wuppertal.de/alte_seite_du/material/virtklas/Projekt_1_Stromleitung_in_Wasser/