In de natuur komen vooral mengsels voor, maar vele van die mengsels moeten worden gescheid in zuivere stoffen. Dit gebeurt met behulp van scheidingstechnieken. De meest gebruikte lees je hieronder.
Scheidingstechnieken
Zoals je misschien in het artikel “Cursus chemie: deel 4” hebt gelezen, bestaan er vele mengsels. Die mengsels zijn onderverdeeld in verschillende groepen zoals: suspensie, emulsie, legering, oplossing, rook en nevel. Deze mengsels kunnen we scheiden in zuivere stoffen. Een van de meest gekende voorbeelden van het verkrijgen van een zuivere stof uit een mengsel is het kristalliseren van zout uit de zee. Buiten het kristalliseren bestaan er nog verscheidene andere scheidingstechnieken die nu één voor één aan je worden voorgesteld. Sommige scheidingstechnieken kunnen gemakkelijk thuis worden uitgevoerd, dus probeer gerust eens iets uit. Al doende leert men namelijk het meeste. Veel leergenot!
Decanteren
De scheidingstechniek die gekozen wordt, hangt af van het soort mengsel. Decanteren bijvoorbeeld wordt bij heterogene mengsels uitgevoerd. Een suspensie, dit is een mengsel van een vloeistof en een vaste stof, scheidt men met behulp van de scheidingstechniek decanteren. Decanteren is het voorzichtig afgieten van een vloeistof. De vaste stof, die bezinkt naar de bodem, blijft daar liggen als de deeltjes groot genoeg zijn. Een voorbeeld dat je zelf kunt uitproberen is het decanteren van een mengsel van water en zand.
Afscheiden met scheitrechter
Een emulsie bestaat uit een mengsel van twee of meerdere vloeistoffen die dankzij hun verschil in massadichtheid verschillende lagen vormt. De massadichtheid wordt uitgedrukt in rho en stelt de massa gedeeld door het volume voor. De massadichtheid van water bedraagt 1000 g/l en voor ether is dit 900 g/l, wat als gevolg heeft dat ether met zijn lagere massadichtheid de bovenste laag zal zijn en water de onderste. In dat geval laat je met de scheitrechter zo nauwkeurig mogelijk het water over te brengen naar een beker of zo. Deze scheidingstechniek is enkel toepasbaar op een mengsel van vloeistoffen die niet mengbaar zijn. Dit thuis testen is wat moeilijker aangezien ik niet verwacht dat iedereen een scheitrechter heeft liggen.
Filtreren
Filtreren ken je allemaal en voer je hoogstwaarschijnlijk dagelijks uit. Denk maar aan het koffiezetapparaat waar je een filtreerpapier in moet leggen en de gemalen koffie. Het water loopt dan door het filtreerpapier in de kan en neemt de nodige stoffen mee en laat de rest achter op het filtreerpapier; dit is het residu. De koffie die je dan drinkt heet het filtraat. Een ander voorbeeld is een mengsel van water en klei dat je filtreert waarbij het water dan het filtraat is en de klei het residu. Filtreren gebeurt enkel bij een mengsel van een vloeistof en een vaste stof, dus een suspensie.
Scheiden van homogene mengsels
De scheidingstechnieken die je hiervoor gezien hebt, worden allemaal gebruikt voor het scheiden van heterogene mengsels, maar uiteraard heb je ook homogene mengsels. Omdat de opgeloste stof bij homogene mengsels zo klein verdeeld is, moeten we de volgende scheidingstechnieken toepassen.
Kristalliseren
Een oplossing van een vaste stof in een vloeistof kun je scheiden met behulp van kristallisatie. Dit is het traag opwarmen van de oplossing waardoor het solvent (oplosmiddel) verdampt en de opgeloste stof uitkristalliseert. Ik heb in het begin van dit artikel al een voorbeeld aangehaald, maar je kunt dit uiteraard ook uitproberen met een suikeroplossing. Let op! Hoe rustiger het verdampen gebeurt, hoe groter en mooier de gevormde kristallen zullen zijn.
Destilleren
Een homogeen mengsel dat iedereen wel kent, is wijn. Wijn is een mengsel van water en ethanol (alcohol). Via destillatie kun je twee vloeistoffen scheiden van elkaar op voorwaarde dat hun kookpunten ver genoeg uit elkaar liggen. Het kookpunt is de temperatuur waarbij de betreffende stof overgaat van vloeistof naar gas. Het kookpunt van water is 100°C en van ethanol is dit slecht 78,3°C. Door het opwarmen van het mengsel ontsnapt dus eerst het vluchtigste component; dit wil zeggen: de stof met het laagste kookpunt. Door middel van een koeler kun je dit component terug condenseren. Voor meer uitleg over condenseren zie Cursus chemie: deel 4. Hoe meer je deze techniek herhaalt], hoe zuiverder dit component zal zijn. Ook deze scheidingstechniek is praktisch niet mogelijk om thuis uit te voeren.
Overige
Uiteraard zijn er nog andere scheidingstechnieken, maar die komen minder voor, of zijn in combinatie met andere scheidingstechnieken. Ik heb dus de meest voorkomende uitgelegd. Maar andere scheidingstechnieken zijn: centrifugeren, extraheren en adsorberen. Centrifugeren is een scheidingstechniek van heterogene mengsels en de andere twee van homogene mengsels.
nano 1, uitgeverij Wolters Plantyn
