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Chemie – die Welt der Stoffe Chemie – die Welt der Stoffe
1.4 Trennverfahren Bei der Flüssigkeitschromatografie (LC = Liquid Chromatography und HPLC = High Performance Li-
quid Chromatography) erfolgt die Auftrennung des Gemisches in einer Säule. Die mobile Phase ist
Filtration ein Lösungsmittel und die stationäre Phase ein Feststoff. Bei der Gaschromatografie (GC) ist die mo- Ein inertes Gas ist an der
bile Phase ein inertes Gas und die stationäre Phase ein Feststoff oder eine Flüssigkeit. Reaktion unbeteiligt.
Die Filtration ist eine Methode, um einen Feststoff von einer Flüssigkeit zu trennen. Die gereinigte
Flüssigkeit ist das Filtrat. Im Filter bleiben die Feststoffe zurück.
Filter und Siebe kommen beim Tee- und Kaffeekochen zum Einsatz. Auch in der mechanischen Rei- Trennverfahren
nigungsstufe von Kläranlagen sind Filter bzw. Siebe zu finden. Das Abwasser durchfließt mehrere
Siebe (Rechen) – zuerst mit mehreren Zentimetern und am Schluss mit wenigen Millimetern Spalt-
weite. Grobe Verunreinigungen werden so entfernt.
Sedimentieren und Dekantieren
Durch Absetzen (Sedimentieren) lässt sich eine Flüssigkeit von einem unlöslichen Feststoff trennen.
Nach dem vorsichtigen Abgießen (Dekantieren) der überstehenden Flüssigkeit, bleibt der Feststoff
(Bodensatz) im Gefäß zurück.
Abb. 1.23: Schematische Darstellung einer HPLC
Abb. 1.19: Filtration
Extraktion
Die Dünnschichtchromatografie und die Flüssigkeitschromatografie sind gängige Analyse-
Bei der Extraktion – [lat.] extrahere = herausziehen – wird ein Bestandteil eines Gemenges mit einem verfahren.
Lösungsmittel (Extraktionsmittel) aus einer festen oder flüssigen Phase herausgelöst. Beispiele sind
das Tee- bzw. Kaffeekochen, die Gewinnung von Aromastoffen aus Pflanzen oder die Gewinnung Destillation
von Speiseöl aus Ölfrüchten.
Die Destillation ist eine Methode, um ein homogenes Flüssigkeitsgemisch zu trennen. Die Kompo-
Chromatografie nenten der Mischung unterscheiden sich in ihren Siedepunkten – der Unterschied sollte mehr als
10 °C betragen. Die Destillation hat bei der Herstellung von Spirituosen, die durch Brennen (Destil-
Die Chromatografie ist ein vielseitig einsetzbares Trennverfahren. lieren) erzeugt werden, weltweit Bedeutung.
Das Prinzip der chromatografischen Methode beruht auf der unterschiedlichen Haftfähigkeit von stock.adobe.com/Andrej Prilutski
Stoffen an der Oberfläche fester Materialien, der sog. stationären Phase (z. B. Papier oder Kieselgel).
stock.adobe.com/Gresei Das Laufmittel, die mobile Phase (Wasser oder ein Wasser/Ethanol-Gemisch), löst die verschiedenen Abb. 1.24: Weinbrand –
Bestandteile der Probe, steigt hoch und nimmt die Bestandteile der Probe unterschiedlich weit mit.
Vertreter einer destillierten
Abb. 1.20: Beim Teekochen Mithilfe der Chromatografie (Dünnschichtchromatografie) kann gezeigt werden, dass z. B. Filzstift- Spirituose. Er gehört zu den
ältesten Spirituosen der Welt.
werden Aromen und Farbstof- farben verschiedener Firmen unterschiedlich zusammengemischt sind. Bereits im Jahr 1150 wurde
fe aus den Teeblättern von Mönchen Weinbrand aus
extrahiert. Traubenwein gebrannt.
Damals wurde er als Arznei
verwendet.
Farbstoffe auftrennen
(V1.03)
rea03s
Abb. 1.25: Aufbau einer Destillationsapparatur
Die Gewinnung von Treibstoffen setzt die Destillation von Rohöl (Erdöl) voraus, da Erdöl eine Vielzahl Wasser aus Salzlösung
von Kohlenwasserstoffverbindungen enthält und nicht sofort weiterverwendet werden kann. In den (V1.04 )
Abb. 1.22: Ein Chromatogramm, das die Auftrennung
eines roten Paprikafarbstoffs, der aus verschiedenen Raffinerien werden in speziellen Destillationsapparaturen (Fraktionierkolonnen) Produkte mit ähnli- rea04s
Abb. 1.21: Entwicklungskammer Carotinoiden und Flavonoiden besteht, zeigt. chen Siedepunkten (Siedebereichen) isoliert. Primärbenzin, Petroleum, Kerosin, Heizöl etc. können
somit getrennt gewonnen werden. Diese Produkte werden weiter aufbereitet, bevor sie an den
Für die Herstellung eines Chromatogramms wird die gelöste Probe (z. B. ein Farbstoff) auf dem Tankstellen angeboten werden können.
Papier bzw. auf der Platte aufgetragen und in die Entwicklungskammer gestellt. Das Laufmittel steigt
hoch und die einzelnen Komponenten der Probe werden sichtbar. Der R f-Wert (ratio of fronts) gibt Mit dem geeigneten Trennverfahren kann ein Gemenge in seine Bestandteile, MERKE Destillation von Wein
die Lage des Flecks an und ist unter Angabe der Bedingungen charakteristisch für die Substanz. Der meist in Reinstoffe, aufgetrennt werden. Die unterschiedlichen Eigenschaften der (V1.05)
R f-Wert ist definiert und immer kleiner als 1: Bestandteile bestimmen die Wahl der Methode.
Strecke Startpunkt Substanzfleck
R f = Strecke Startpunkt Lösungsmittelfront
1.07 Aus einem Lösungsmittelgemisch sollen Aceton (Kp = 56 °C) und Toluen ÜBUNG
REP
1.06 Skizziere ein Dünnschichtchromatogramm von Aspirin®, R f-Wert = 0,20 und er- ÜBUNG TRA (Kp = 111 °C) zurückgewonnen werden. Das Gemisch enthält auch Hexan
PRO
REP (Kp = 69 °C) und Octan (Kp = 126 °C). Welche Trennmethode ist geeignet?
TRA läutere sein Zustandekommen.
Begründe deine Wahl und gib an, in welcher Reihenfolge die Reinstoffe erhalten
werden.
10 Stoffe – Teilchen | Struktur – Eigenschaft | Donator – Akzeptor | Energie | Größen | Gleichgewicht Stoffe – Teilchen | Struktur – Eigenschaft | Donator – Akzeptor | Energie | Größen | Gleichgewicht 11
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