Hoofdstuk 3: Scheidingsmethoden

Scheikunde

Scheidingsmethoden

Zuivere stof: Één pure stof, een verzameling van dezelfde molecuulsoorten.

Mengsel: Verschillende stoffen en een verzameling van verschillende molecuulsoorten.

Componenten: De verschillende stoffen waaruit een mengsel bestaat

Verontreinigde stof: Mengsel waarbij een stof overheerst

Met een smeltpunts-of kookpuntsbepaling kun je bepalen of je te maken hebt met een zuivere stof of een mengsel. Hoe hoger de tempratuur op loopt hoe meer het neigt naar een mengsel. Hoe minder de tempratuur tijdens de bepaling oploopt hoe kleiner de mate van verontreiniging in de stof. Als een mengsel of verontreinigde stof smelt loopt de tempratuur namelijk, als de tempratuur tijdens het smelten oploopt spreekt men van een smelttraject of kooktraject.

Kenmerken van mengsels:

• Je hebt mengsel van:

- Vaste stoffen

- Vloeistoffen

- Gassen

- Vaste stof en Vloeistoffen etc.

• Mengsels kunnen voorkomen in vaste, vloeibare en gasvormige fase.

• Mengsels kunnen wel of geen kleur hebben

• Heldere stoffen zijn lichtdoorlatend ofwel doorzichtig.

Schoonmaakmiddelen/verven en lakken/ hecht-en bindmiddelen/ medicijnen/huidverzorgingsmiddelen/voedingsmiddelen, zijn allemaal voorbeelden van mengsels.

Oplossing: Een oplossing is een mengsel waarin de opgeloste stof is ingedeeld in losse moleculen, die gelijkmatig zijn verdeeld. Een oplossing is altijd helder.

Onder oplosbaarheid van een stof verstaan we het maximaal aantal gram van die stof, dat kan worden opgelost in één kilogram van een bepaald oplosmiddel. Een oplossing die deze maximale hoeveelheid opgeloste stof per kilogram bevat noemen we verzadigd.

Als er een zeer grote hoeveelheid per kilogram water wordt opgelost, dan gaat bij sommige stoffen de oplossing over in een stroperige vloeistof, bijvoorbeeld bij glucosestroop.

Alcohol/Aceton/jodiumtinctuur/terpentine/tetrachlooretheen zijn allemaal voorbeelden van oplosmiddelen.

Suspensie: Een suspensie is een stof die bestaat uit een fijnverdeelde vaste stof, die zweeft in een vloeistof (krijt in water)

Meestal zakt bij een suspensie de vaste stof na enige tijd toch weer naar beneden, dat noemt met uitzakken. Producten die je moet schudden voor gebruik zijn daarom ook meestal suspensies.

Emulsie: Een ondoorzichtig mengsel van vloeistoffen, waarbij druppeltjes van de ene vloeistof in de andere zweven (olie in water). Als je dit een tijdje laat staan zul je zien dat er een tweelagensysteem ontstaat waarbij de stof met de grootste dichtheid onderaan zit en die met de kleinste dichtheid op de andere stof drijft.

Door aan een emulsie een emulgator toe te voegen word de vorming van een tweelagensysteem verhinderd. Zo’n Emulgator zorgt ervoor dat de rondzwevende vloeistofdruppeljes niet de kans krijgen samen te vloeien tot een vloeistoflaag.

Twee voorbeelden van producten waar zo’n emulgator in gebruikt is, is mayonaise en halvarine.

Maar emulgators worden ook voor heel veel andere voedingsmiddelen gebruikt.

Een veel gebruikte emulgator is lecithine, die dient ook als emulgator in organismen.

Bezinken + afschenken: Soort mengsel: Suspensie

Berust op: Dichtheid

Nodig: Beker/reageerbuis

Werking: Een tijdje laten staan dan zal de stof met de grootste dichtheid naar beneden zakken.

Centrifugeren: Soort mengsel: Suspensie Berust op: Dichtheid Nodig: Centrifuge Werking: Het idee is precies hetzelfde als bezinken + afschenken. Je doet het m het mengsel in de centrifuge die begint heel hard te draaien waardoor het bezinken sneller gaat.

Filtreren: Soort mengsel: Suspensie Berust op: Deeltjesgrootte Nodig: Filter/Trechter/Reageerbuis Werking: De vloeistof die door de trechter gaat noemt men het filtraat, de vaste stof kan niet door de poriën van het filter en blijft daardoor achter op het filter, dit noemt men het residu.

Van deze drie scheidingsmethoden is filtreren het nauwkeurigst omdat er bij bezinken of centrifugeren deeltjes mee kunnen gaan met het water of er kan water achterblijven bij de stof met de grootste dichtheid

Extraheren: Soort mengsel: Vaste stoffen Berust op: Oplosbaarheid Nodig: Extractiemiddel Werking: Je hebt twee vaste stoffen daarbij doe je een extractiemiddel waarin een van de twee vaste stoffen goed oplost en de ander in het geheel niet . Denk bijvoorbeeld aan krijt en zand in water.

Indampen: Soort mengsel: Opgeloste vaste stoffen van het oplosmiddel

Berust op: Verschil in vluchtigheid

Nodig: Indampschaaltje/Brander

Werking: Bij indampen wordt de vloeisof met de opgeloste vaste stof zo erg verwarmt dat de vloeistof verdampt en alleen de vaste stof nog op het indampschaaltje blijft.

Destilleren Soort mengsel: Vloeistoffen

Berust op: Verschillen in kookpunten van de componenten van een mengsel

Nodig: Destillatie-opstelling

Werking: Als je een vloeistofmengsel verhit in de destillatiekolf, zal de stof met het laagste kookpunt het eerst verdampen en opstijgen. De opgestegen damp wordt dan opgevangen en afgekoeld, waarna de zo verkregen vloeistof kan worden opgevangen. Het deel van het mengsel dat niet verdampt noem je het residu. De stof die verdampt en aan de andere kant opgevangen is noem je het destillaat.

Voorbeelden: - Aquadest, gedestilleerd kraanwater dat wordt gebruikt bij experimenten met scheikunde op scholen. - Cognac, gedestilleerde wijn. Het destillaat bestaat uit alcohol en een klein beetje water. Waardoor het alcoholgehalte hoog is.

- Raffinadij, een fabriek waar aardolie wordt gedestilleerd

-Chemische industrie, hoe groter de afstand tussen de aftappunten voor het residu hoe beter de scheiding.

Adsorberen Soort mengsel: Gassen / KIeurstoffen/ Geurtjes

Berust op: Aanhechtingsvermogen

Nodig: Adsorptiemiddel (meestal Norit)

Werking: De deeltjes van bijvoorbeeld kleurstoffen gaan zich hechten aan de deeltjes van het adsorptiemiddel. Het adsorptie middel zuigt de verontreiniging als het ware uit de stof. Na adsorberen moet je nog wel filtreren.

Voorbeelden:

- In een aquarium wordt voortdurend verontreinigd door rottingsproducten van afgestorven plantenrest (Bruine kleur + Stank) Daarom zit er meestal een filter gevuld met Norit in een aquarium - Drinkwatercentra - Voedselvergiftiging (als medicijn) - Bij een gasmasker

ADSORBEREN IS NIET HETZELFDE ALS ABSORBEREN.

Bij adsorberen hecht de stof aan het adsorptiemiddel, bij absorberen neemt de stof iets op maar het hecht er niet aan. Dat is een heel groot verschil

Papierchromatografie: Soort mengsel: Mengsel van kleurstoffen

Berust op: Oplosbaarheid en aanhechtingvermogen Nodig: Loopvloeistof en een dragen(papiertje) Werking: De loopvloeistof wordt onder het filtreerpapier omhoog gezogen. Daarbij raakt de vloeistof de inkt stippen. De opgelosten kleurstoffen trekken vervolgens op met de loopvloeistof. De kleuren die sterk aan het papier hechten eindigen lager dan de kleuren die niet goed aan het papier hechten. De kleurstof die het best oplost in de loopvloeistof eindigde dus het hoogst op het gromatogram.