Er zijn verschillende manieren om stoffen van elkaar te scheiden en voor elk soort mengsel is er een andere manier om te scheiden. We zullen nu de verschillende methoden langslopen.

Scheidingsmethoden

Je kunt stoffen van elkaar scheiden als ze verschillen in toestand.

Bezinken en centrifugeren

Als een mengsel bestaat uit een vaste, niet oplosbare stof en een vloeistof, zal de vaste stof vaak uiteindelijk naar de bodem zinken. We hebben het over bezinken. Zand en water kun je van elkaar scheiden omdat zand, een vaste stof, naar de bodem zinkt in water, een vloeibare stof. Als het bezinken te lang duurt, kun je centrifugeren. Het idee is nog steeds hetzelfde als bij bezinken.

Filtratie

Filtratie is een andere manier om een vaste stof van een vloeibare stof te scheiden. De stoffen worden hierbij ook van elkaar gescheiden op basis van toestand. Stoffen kunnen bij een filtratie ook worden gescheiden op basis van hun deeltjesgrootte. Hiermee kunnen vaste stoffen van elkaar gescheiden worden.

De simpelste manier om te filteren is om de vloeistofstroom door een poreus medium, bijvoorbeeld papier of een fijn metalen rooster, te leiden. De vloeibare stof die wordt afgescheiden tijdens een filtratie noem je het filtraat. De vaste stof die achterblijft noem je het residu.

Een filter is een stukje papier met daarin microscopische gaatjes waar losse deeltjes gemakkelijk doorheen gaan, maar waar de klontjes in een suspensie in blijven steken. De gele korrels blijven in het filter hangen, terwijl de waterdeeltjes gemakkelijk door het filter stromen en in het bekerglas terecht komen. Bij deze scheidingsmethode wordt dus gebruik gemaakt van het verschil in grootte van de verschillende stoffen in het mengsel.

In het geval van een oplossing gaat dit echter niet lukken. Een oplossing bestaat immers uit allemaal losse deeltjes en die gaan dus allemaal door het filter. De stof die achter blijft in het filter noemen we het residu.

Extractie

Met een extractie kunnen we vaste stoffen van elkaar scheiden. De scheiding van beide stoffen berust op de oplosbaarheid van de stoffen in een extractiemiddel.

Extraheren werkt als één van de stoffen in een mengsel oplosbaar is en de andere niet. Als we het zout uit de stenen willen verwijderen, dan voegen we eerst warm water toe.

We zijn ook aan het extraheren als we een theezakje in heet water dopen. Een aantal stoffen uit de theeblaadjes lost op in het water, terwijl andere stoffen achterblijven Merk op dat het theezakje ook dient als een filter, waar de theeblaadjes niet doorheen kunnen.

Adsorptie

Een adsorptie gebruik je als je te maken hebt met een verontreinigende stof. Je voegt dan een adsorptiemiddel toe aan de verontreinigende stof. Het idee is dat de ongewenste stof zich bindt aan de adsorptiemiddel. Een adsorptiemiddel is een vaste stof. We maken bijvoorbeeld gebruik van adsorptie bij het zuiveren van grondwater.

Sommige stoffen blijven in deze poriën vastzitten.

Destillatie

Tijdens destilleren worden vloeibare stoffen en andere stoffen in oplossingen van elkaar gescheiden die verschillende kookpunten hebben. Je kunt zeewater destilleren om drinkwater te krijgen. Dan verdampt het water. Het water vang je op. Zout blijft dan achter als residu.

Bij destillatie vangen we de verdampte stof op in een afgekoelde buis. De lage temperatuur van deze buis zorgt ervoor dat de verdampte stof gemakkelijk condenseert. De druppels die hierbij ontstaan glijden door de buis naar beneden en worden opgevangen in een erlenmeyer. De stof die achter blijft noemen we wederom het residu. De stof die opgevangen wordt noemen we het destillaat.

Chromatografie

Chromatografie kun je voor vele soorten stoffen in mengsels gebruiken. Bij chromatografie worden de aparte stoffen zichtbaar in een chromatogram.

Omdat de verschillende stoffen in de stip meer of minder goed oplossen en ook meer of minder goed aan papier adsorberen, zullen de verschillende stoffen in verschillende mate door het water mee omhoog worden getrokken. Elke stof heeft zijn eigen Rf-waarde en aan de hand van deze waarde kunnen we dus de stof achterhalen.

Zuivere stoffen en mengsels

In deze paragraaf gaan we het verschil tussen zuivere stoffen en mengsels bespreken. Als een bepaald materiaal uit één soort stof bestaat, dan noemen we dit materiaal zuiver. Helemaal zuiver zijn stoffen eigenlijk nooit, maar er zijn een aantal stoffen die redelijk in de buurt komen. Denk bijvoorbeeld aan een suikerklontje of een stuk koperdraad. Als een materiaal uit meerdere stoffen bestaat, dan noemen we dit een mengsel. Een voorbeeld van een mengsel is beton. Dit is een mengsel van water, zand, cement en grind. Zelfs het water uit de kraan is een mengsel.

We kunnen met een simpel experiment bepalen of een materiaal een zuivere stof of een mengsel is. Als je de temperatuur van tin verhoogd tot 2602 °C, dan begint het te koken. Omdat de verschillende stoffen in een mengsel allemaal andere smeltpunten hebben, is er geen eenduidig smeltpunt. Als gevolg blijft de temperatuur tijdens het smelten en het koken niet constant.

Zand en zout scheiden: Een praktische aanpak

Het is gemakkelijk om van twee zuivere stoffen een mengsel te maken, maar het omgekeerde is vaak lastiger. In dat geval komen vele duizenden suikerkorrels en meelkorrels door elkaar te liggen. Het lijkt misschien een onmogelijke taak om deze stoffen weer te scheiden, maar toch bestaan er een aantal technieken om dit te doen.

De simpelste scheidingsmethode wordt bezinken genoemd. Omdat zand een grotere dichtheid heeft dan water, zakt het na verloop van tijd vanzelf naar de bodem.

Een andere bekende scheidingsmethode wordt filtreren genoemd. Hiermee kunnen we suspensies scheiden. Bij deze scheidingsmethode wordt dus gebruik gemaakt van het verschil in grootte van de verschillende stoffen in het mengsel.

De simpelste manier om een oplossing te scheiden wordt indampen genoemd. Indampen is het verhitten van een oplossing, zodat één stof in de oplossing verdampt, terwijl de andere achterblijft. Zout heeft namelijk een kookpunt van wel 1413 °C!

Een ander oplossing is het gebruik maken van het verschil in soortelijk gewicht (dichtheid), zout = 2,17 en kwarts (het hoofdbestanddeel van zand) = 2,65 kg per kubieke decimeter. Als je aan het mengsel van zand en zout wat water toevoegt kan je het gemakkelijk door middel van een trechter en een filterpapiertje filtreren. Het zand blijft dan achter in het filterpapiertje. dit is indampen en filtreren.

Overzicht van scheidingsmethoden
Methode Principe Voorbeeld
Bezinken Verschil in dichtheid Zand en water
Filtratie Verschil in deeltjesgrootte Suspensies scheiden
Extractie Verschil in oplosbaarheid Zout uit stenen verwijderen met water
Destillatie Verschil in kookpunt Drinkwater maken van zeewater
Adsorptie Binding aan een adsorptiemiddel Grondwater zuiveren
Chromatografie Verschillen in oplosbaarheid en adsorptie Componenten van een plantenextract scheiden
Indampen Verschil in kookpunt Zout winnen uit zeewater

labels:

Zie ook: