Trennverfahren in der Chemie

In der Chemie sind Trennverfahren von großer Bedeutung, um Stoffgemische in ihre Einzelkomponenten zu zerlegen. Es gibt zwei Arten von Stoffgemischen: homogene und heterogene Gemische. Homogene Gemische bestehen aus einer Phase, während heterogene Gemische aus zwei oder mehreren Phasen bestehen. Zur Trennung dieser Gemische stehen verschiedene Verfahren zur Verfügung.

Trennung von heterogenen Gemischen

Ein Verfahren zur Trennung von heterogenen Gemischen ist die Filtration. Dabei wird das Gemisch durch ein Filterpapier geleitet, das die feste Phase zurückhält, während die flüssige Phase durch das Papier fließt. Ein weiteres Verfahren ist die Zentrifugation, bei der das Gemisch in einem Zentrifugengefäß mit hoher Geschwindigkeit rotiert wird, um die feste Phase abzutrennen.

Im folgenden betrachten wir ein paar Beispiele für die Trennung von heterogenen Gemischen:

• Dekantieren: Eine Methode, um Feststoffe von Flüssigkeiten zu trennen, indem das Gemisch ruhig gestellt wird, bis sich die Feststoffe am Boden absetzen und die Flüssigkeit abgegossen oder abgesaugt wird. Zum Beispiel kann das Sediment am Boden einer Weinflasche dekantiert werden, um den klaren Wein vom Sediment zu trennen.
• Eindampfen: Das Eindampfen ist ein Verfahren zur Trennung von Gemischen, bei dem eine flüssige Komponente durch Erhitzen verdampft wird. Dabei bleiben die Feststoffe oder gelösten Stoffe zurück. Ein Beispiel für die Anwendung von Eindampfen ist die Gewinnung von Salz aus Salzlösungen. Die Salzlösung wird dabei erhitzt, bis das Wasser verdampft und das Salz zurückbleibt.
• Extraktion: Eine Methode, um Stoffe aus einem Gemisch zu entfernen, indem sie durch eine Extraktionsflüssigkeit ausgewaschen werden. Zum Beispiel kann Koffein aus Kaffeebohnen extrahiert werden, indem die Bohnen in heißem Wasser eingeweicht und dann das Wasser abgelassen wird.
• Filtration: Ein Gemisch wird durch ein Filtermedium geleitet, um Feststoffe von Flüssigkeiten oder Gasen zu trennen. Zum Beispiel kann Kaffee durch ein Papierfilter geleitet werden, um die Kaffeesatzpartikel von der Flüssigkeit zu trennen.
• Schlämmen: Schlämmen ist ein Trennverfahren, bei dem ein Gemisch aus einer festen und einer flüssigen Komponente durch Rühren aufgewirbelt wird. Die feste Komponente bildet dabei eine Suspension in der Flüssigkeit und kann durch Sedimentation oder Filtration abgetrennt werden. Ein Beispiel für die Anwendung von Schlämmen ist die Trennung von Sand und Wasser in der Bauindustrie.
• Sieben: Beim Sieben wird ein Gemisch durch ein Sieb geleitet, wobei die Feststoffkomponenten zurückgehalten werden und die Flüssigkeitskomponente durch das Sieb hindurchläuft. Dieses Verfahren eignet sich zum Beispiel für die Trennung von gröberen Bestandteilen wie Steinen oder Schotter in der Bauindustrie.
• Zentrifugation: Eine Methode, um Feststoffe von Flüssigkeiten zu trennen, indem das Gemisch in einer Zentrifuge rotiert wird, wodurch die schwereren Feststoffe an den Boden der Zentrifugenröhre gedrückt werden. Zum Beispiel wird Zentrifugation verwendet, um Blutbestandteile wie rote Blutkörperchen von Plasma zu trennen.

Trennung von homogenen Gemischen

Für die Trennung von homogenen Gemischen gibt es verschiedene Verfahren wie die Destillation, bei der die Flüssigkeiten durch unterschiedliche Siedepunkte getrennt werden. Auch die Extraktion wird häufig verwendet, um Stoffe aus einer Lösung zu isolieren. Dabei wird die Lösung mit einem Extraktionsmittel gemischt, das den gewünschten Stoff aus der Lösung zieht.

• Die Destillation wird verwendet, um Flüssigkeiten mit unterschiedlichen Siedepunkten zu trennen. Das Gemisch wird erhitzt, bis die Komponente mit dem niedrigeren Siedepunkt verdampft und anschließend in einem Kondensator wieder verflüssigt wird, während die Komponente mit dem höheren Siedepunkt im Ausgangsgefäß verbleibt.
• Eine weitere Möglichkeit, homogene Gemische zu trennen, ist die Chromatographie. Hierbei wird das Gemisch durch eine stationäre Phase und eine mobile Phase getrennt. Die verschiedenen Komponenten des Gemisches werden dabei unterschiedlich stark von der stationären Phase zurückgehalten und können so einzeln aufgefangen werden.
• Die Extraktion ist ebenfalls eine Möglichkeit zur Trennung von homogenen Gemischen. Hierbei wird eine Komponente des Gemisches mit einem Lösungsmittel extrahiert, das nur diese Komponente löst. Die beiden Phasen werden anschließend voneinander getrennt, wodurch die extrahierte Komponente isoliert werden kann.

Fazit

In der Chemie sind Trennverfahren unverzichtbar, um Stoffgemische in ihre Einzelkomponenten zu zerlegen. Je nach Art des Gemisches stehen verschiedene Verfahren zur Verfügung, wie die Filtration, Zentrifugation, Destillation oder Extraktion. Durch die gezielte Anwendung dieser Verfahren können in der Chemie viele wichtige Stoffe gewonnen werden.