scheidingstechnieken

Opdracht: opzoeken op internet

a.het scheiden van bloedcellen in bloed: centrifugatie
Voor centrifugatie is een centrifuge nodig. Als in een mengsel van een vaste, niet-oplosbare stof en een vloeistof de vaste stof niet snel genoeg bezinkt, maakt men gebruik van centrifugatie. Hierbij wordt het mengsel in een centrifuge snel rondgedraaid. Het ronddraaiende gedeelte van de centrifuge is de rotor. In de rotor kunnen proefbuisjes worden geplaatst met daarin een mengsel. Door het ronddraaien van de rotor worden de zwaarste deeltjes naar de bodem van de proefbuisjes gedrukt. De lichtste deeltjes zullen boven in de proefbuis blijven. Na de centrifugatie kan de proefbuis met het gescheiden mengsel uit de rotor worden genomen. Door het afschenken van de bovenste laag worden de stoffen vervolgens gescheiden. De scheiding bij centrifugeren berust op het onderlinge verschil in dichtheid tussen de verschillende stoffen in een mengsel. Bij de centrifugatie van bloed wordt in de proefbuis bij het bloed ook nog een antistollingsstof toegevoegd om te verhinderen dat het bloed gaat stollen. Centrifugatie is een basistechniek in de biochemie en wordt veelvuldig gebruikt voor het scheiden van biomoleculen.


b. kleurpigmenten uit plantencellen isoleren en onderling scheiden: chromatografie
uitleg: zie e


c. alcohol uit gegist druivensap scheiden: destillatie
Voor een destillatie heb je de volgende opstelling nodig:
Tijdens een destillatie wordt een mengsel van stoffen gescheiden op basis van een onderling verschil in kookpunt. De scheiding bij een destillatie berust op een verschil in kookpunt tussen de verschillende stoffen in een mengsel.Stel je hebt een destillatiekolf met daarin een te scheiden mengsel. Door middel van een brander wordt de kolf langzaam verwarmd. Na enige tijd zal de stof met het laagste kookpunt als eerste gaan koken. De damp zal stijgen en via de thermometer bij de koeler aankomen. De damp zal condenseren en vervolgens in de opvangkolf terechtkomen. De vloeistof in de opvangkolf wordt het destillaat genoemd. De vloeistof die in de destillatiekolf overblijft, wordt het residu genoemd. Een liebigkoeler in een destillatie-opstelling wordt over het algemeen gekoeld via het tegenstroomprincipe: het koudste water wordt aangesloten op de plaats waar de damp het minst warm is. Deze manier van koelen is het meest efficiënt.

d. Vet uit melk: centrifugatie
Wanneer melk wordt gecentrifugeerd vormen zich twee lagen: bovenaan een vetlaag (de room), onderaan de waterige fase. Het vet drijft dus boven. Centrifugeren gebeurt in een centrifuge, een toestel waarin de melkstalen aan een hoog toerental (enkele duizenden toeren per min) worden geroteerd. Hierbij wordt een kracht ontwikkeld, verschillende orden groter dan de zwaartekracht.

In ruststand hangen de buisjes, met daarin de melkstalen, verticaal aan de rotor. Bij werking van de centrifuge draait de rotor rond de centrale as en zwiepen de buisjes uit, waarbij een centrifugale kracht wordt uitgeoefend op de moleculen die in de stalen aanwezig zijn.

- In de vetlaag bevinden zich naast de vetten ook de vetoplosbare vitaminen

(melk is rijk aan vitamine A)

- In de waterige fase bevinden zich de melkeiwitten, lactose, wateroplosbare vitaminen en mineralen. Van deze laatste zijn vooral calcium en fosfor belangrijk als nutriënt (voedingsstof) omdat ze in grote hoeveelheden nodig zijn voor de vorming van beenderen en tanden.


e. chlorofyl uit beukenblaadjes isoleren: chromatografie
Chromatografie is een veel toegepaste methode om stoffen in een mengsel te scheiden. Papierchromatografie en kolomchromatografie zijn de oudste methoden. Tegenwoordig wordt meestal gebruik gemaakt van dunne laag chromatografie (TLC= thin layer chromatografy). Een kleine hoeveelheid van het te onderzoeken mengsel wordt op een stuk filtreerpapier gebracht in de vorm van een streep of een vlek. (zie A)

A B


Het papier wordt in een vloeistof gehangen (= de loopvloeistof). De loopvloeistof wordt door capillaire werking omhoog getrokken in het papier (Zie B).

Als de stoffen in het mengsel in de loopvloeistof oplossen, zullen ze mee omhoog getrokken worden. Doordat niet alle stoffen even goed oplossen ontstaat een vlekkenpatroon. De stoffen in het mengsel zijn geheel of gedeeltelijk gescheiden.

De vlekken kunnen uitgeknipt worden en weer opgelost en ingedampt. Zo krijgt men de zuivere bestanddelen van het mengsel. Als men vet'minnende" stoffen (lipofiele stoffen) van elkaar wil scheiden maakt men gebruik van alcoholen (bijv.ethanol, methanol, butanol) aceton, chloroform, petroleumether en mengsels van deze stoffen. Als men water'minnende (=hydrofiele) stoffen wil scheiden wordt water of een mengsel van water met een base of zuur gebruikt.



papierchromatografie van bladgroen(chlorofyl) uit beukenblaadjes

Materiaal:
• Enkele beukenbladeren
• Mortier met stamper
• Schoon zilverzand
• aceton
• petroleumether
• loopvloeistof: petroleumether 92% - aceton 8%
• chromatografiepapier
• capillair
• potlood

• Doe alle handelingen in een brandvrije ruimte .
• Doe stukjes blad in de mortier.
• Voeg een beetje zilverzand toe en wrijf de stukjes blad goed fijn.
• Voeg een klein beetje aceton toe.
• Wrijf nogmaals tot een groen vloeistop ontstaat (extract).
• Pak een strook chromatografiepapier.

• Raak alleen de randen aan.
• Trek aan de onderzijde op 2 cm van het uiteinde een streep met potlood (= startlijn).
• Leg het filtreerpapier op een schone ondergrond en zet met het capillair een streep bladgroen op de startstreep.

• Droog de vlek met een föhn. Herhaal dit 10 tot 20 keer.
• Probeer de vlek zo klein mogelijk te houden.
• Giet loopvloeistof in een cilinder glas. Niet meer dan 1.5 cm hoog.
• Maak het filtreerpapier op lengte en hang het aan de kurk met de onderkant in de loopvloeistof.
• De chlorophylvlek moet boven de vloeistofspiegel blijven en de kanten van het papier mogen het glas niet raken.
• Als de loopvloeistof bijna boven aan het papier is gekomen (na 25 minuten) het chromatogram verwijderen.
• Markeer met potlood het front en de plaats van de gekleurde vlekken.

De loopafstand (Rf-waarde )wordt berekend door voor ieder vlek de afgelegde afstand (A) te delen door de afstand tussen start en front (B). De Rf--waarde is bij een bepaalde T en een bepaalde loopvloeistof kenmerkend voor een stof. De Rf--waarden van de bladkleurstoffen kunnen in het Binas-informatieboek opgezocht worden.


f. jodium en water scheiden: decantatie
Decanteren is een scheidingsmethode die onder andere in de scheikunde wordt toegepast.


Een mengsel van twee stoffen die een verschillende dichtheid hebben en niet in elkaar oplossen, zal na verloop van tijd twee fasen vormen. Tijdens het staan zal de stof met de grootste dichtheid zich onder in het vat verzamelen, de stof met de kleinere dichtheid zal zich meer bovenin verzamelen. Door voorzichtig een van de twee fasen weg te gieten, bijvoorbeeld door het openen van een kraantje of het kantelen van een bekerglas, kunnen de twee stoffen van elkaar gescheiden worden.

Voor het scheiden van een vaste stof en vloeistof kan men gebruik maken van een bekerglas. In dit eenvoudige geval kan men op eenvoudige wijze de vloeistof afgieten. Een voorbeeld is een mengsel van water en zand. Deze methode wordt in het laboratorium dikwijls toegepast als de vaste stof die in het vat of de beker achterblijft in het zelfde vat nog andere bewerkingen kan ondergaan.



Scheiden door middel van een scheitrechter.
1: kleinste dichtheid

2: grootste dichtheid

Wanneer men echter twee vloeistoffen heeft, maakt men meestal gebruik van een scheitrechter. Hierbij is het belangrijk te weten welke de gewenste fase is:

• indien de gewenste fase de grootste dichtheid heeft, dan opent men voorzichtig het kraantje tot de onderste vloeistoflaag net niet doorgelopen is om een zo zuiver mogelijke fractie te bekomen.

• indien de gewenste fase de kleinste dichtheid heeft, dan bevindt deze zich echter bovenaan. Men laat eerst de onderste fase wegvloeien, samen met een heel klein beetje van de bovenste fase om een zo zuiver mogelijke fractie te bekomen. Uiteindelijk kan men in een ander recipiënt de gewenste fase opvangen.

Om op industriële schaal te decanteren wordt een machine gebruikt die een decanter wordt genoemd. Een toepassing hiervan is bijvoorbeeld te zien in het ontwateren van slib uit een afvalwaterinstallatie (RWZI), maar ook in chemische productieprocessen om gevormde kristallen af te scheiden uit een vloeistof, zoals in de productie van tereftaalzuur