1. Scheidingsmethodes

Samenvatting voor scheikunde: Scheidingsmethoden

Filtreren

Bij filtratie wordt er een niet-oplosbare vaste stof van het vloeistof gescheiden. Een andere naam voor dit mengsel, dus een niet-oplosbare stof in een vloeistof, is een suspensie. Hierbij kun je denken aan een mengsel van sinaasappelsap en vruchtvlees. Door middel van filtratie kun je dus deze vaste stoffen uit een mengsel halen. Er is hier sprake van een verschil in toestand en/of deeltjesgrootte; de vloeistof heeft dus bijvoorbeeld een andere deeltjesgrootte dan de niet-oplosbare stof. 

Bij filtratie wordt er een filtertje gebruikt met gaatjes daarin: deze gaatjes worden ook wel poriën genoemd. De gaatjes zijn zó klein dat het vloeistoffen doorlaat, maar de vaste deeltjes niet. De deeltjes die door het filter komen, noemt men filtraat. De deeltjes die er niet doorheen komen, blijven achter in het filter en vormen het residu. Bij het voorbeeld van sinaasappelsap met vruchtvlees filtreer je de vloeistof en de niet-oplosbare stof van elkaar. Hierbij is het sap het filtraat en het vruchtvlees het residu. 

Indampen

Bij indampen wordt een vaste stof uit een vloeistof gescheiden door de vloeistof te laten verdampen. Dit kunnen we bij oplossingen doen, omdat een oplossing een vloeistof is waarin een bepaalde stof is opgelost. Denk hierbij aan zeewater. Het zout is in dit geval opgelost in het water, waardoor zeewater een zoute smaak heeft. Bij indampen worden de stoffen gescheiden op basis van een verschil in kookpunt. Denk bijvoorbeeld aan het winnen van zout. Het water verdampt dan en het zout blijft over als residu. 

Destilleren

Destillatie is een techniek om door middel van verdamping twee of meer vloeistoffen in een oplossing te scheiden, gebaseerd op het verschil in kookpunt van deze vloeistoffen. Mengsels van twee of meer vloeistoffen kunnen alleen door destilleren worden gescheiden als de verschillende vloeistoffen kookpunten hebben die vrij ver uit elkaar liggen. Het verschil tussen indampen en destilleren is dat je bij destilleren geïnteresseerd bent in de vloeistof met het laagste kookpunt, en bij indampen ben je geïnteresseerd in de vaste stof die opgelost zit in de vloeistof en die achterblijft als de vloeistof is verdampt.

Het zou heel goed kunnen dat je deze scheidingsmethode eerder hebt toegepast in een practicum in het scheikundelokaal, waarbij je met behulp van een destillatie-opstelling een oplossing van twee verschillende vloeistoffen van elkaar scheidt. Denk hierbij aan een oplossing van ethanol en water. Water heeft een kookpunt van 100°C en ethanol heeft een kookpunt van 78 °C. Door het verdampte ethanol op te vangen, af te voeren en weer tot vloeibare toestand te verkrijgen, scheid je deze twee verschillende stoffen door middel van destillatie. 

Destilleren lijkt erg op indampen, alleen destilleer je bij het scheiden van twee vluchtige (niet vaste) stoffen, en gebruik je de methode indampen wanneer je een vloeistof (vluchtig) en een vaste stof (niet vluchtig) van elkaar wilt scheiden. Destillatie wordt veel gebruikt in de industrie. Denk hierbij aan het maken van benzine. De ruwe olie wordt gedestilleerd totdat benzine en kerosine kunnen worden gescheiden.

Extraheren

Extraheren vinden leerlingen vaak een beetje een moeilijk begrip, dus probeer dit goed te onthouden. Extraheren betekent letterlijk uittrekken. En extractie kan worden gebruikt om: 

- een vaste stof te scheiden van een vloeistof;

- om twee vloeistoffen te scheiden;

- of om een gas van een vloeistof of vaste stof te scheiden. 

Bij extraheren worden componenten gescheiden met behulp van een oplosmiddel (extractiemiddel). Het scheiden van stoffen gaat dan op basis van een verschil in oplosbaarheid in een extractiemiddel. Extraheren wordt veel toegepast om chemicaliën te scheiden, maar ook in het dagelijks leven. Zo is koffie zetten een voorbeeld van extractie, waarbij de geur- en smaakstoffen uit koffiebonen worden getrokken (of geëxtraheerd). De geur- en smaakstoffen lossen vervolgens op in warm water (het extractiemiddel), maar de gemalen koffiebonen niet. 

Adsorberen

Bij adsorptie hechten moleculen van een gas, vloeistof of opgeloste stof zich aan het oppervlak van een vaste stof. Sommige stoffen binden zich makkelijker aan een vaste stof dan andere stoffen. Hierdoor worden stoffen gescheiden op basis van een verschil in aanhechtingsvermogen. Adsorptie wordt voornamelijk gebruikt om gas- en vloeistofmengsels te scheiden. Bijvoorbeeld bij een gasmasker, waarbij de giftige gas in de lucht die je inademt wordt geadsorbeerd door het masker. In dit masker zit namelijk een filter. De giftige stof zich hecht zich aan het filter, maar het zuurstof niet. Hierdoor is de lucht die je inademt niet meer giftig.

Bezinken

Bij bezinking heb je een mengsel van een vaste, niet-oplosbare stof en een vloeistof. Dat noemen we ook wel een suspensie. De vaste stof zal na verloop van tijd naar de bodem zakken, en wanneer de vloeistof wordt afgeschonken, worden de stoffen gescheiden. De scheiding vindt dus plaats op basis van een verschil in dichtheid (de vaste stof heeft een grotere dichtheid dan de vloeistof). Een voorbeeld waar bezinken op wordt toegepast, is bij het zuiveren van slootwater. Dit is een mengsel van water en een boel andere vaste stoffen. Als dit mengsel enige tijd wordt laten staan, zullen deze stoffen naar de bodem zakken waardoor het water zuiverder wordt.

Centrifugeren

Ook wel versneld bezinken. Hierbij wordt een mengsel in een centrifuge snel rondgedraaid. Het wordt gebruikt om niet oplosbare vaste stof en vloeistof te scheiden. Als gevolg van centrifugale kracht, worden stoffen gescheiden op basis van een verschil in dichtheid. Centrifugeren wordt veel toegepast in de biochemie om suspensies te scheiden. Een voorbeeld van het scheiden van suspensies in de biochemie, is het centrifugeren van bloed. Daarbij worden de rode bloedcellen gescheiden van het bloedplasma, als gevolg van de centrifugale kracht.