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Stoffe - Stofftrennung
	© stu 2014/02/06

Die Chemie befasst sich mit allen Stoffen.

Gemenge	und	Reinstoffe:

		Verbindungen		und		Elemente

		anorganisch	organisch		Metalle	Halbmetalle	Nichtmetalle

Stofftrennung:

Windsichten	Früher warfen die Bauern das geerntete Getreide gegen den Wind, damit sich die Spreu vom Weizen trennte. Mithilfe eines Gebläses kann man Papier aus dem Altglas abtrennen.
Zentrifugieren	Das Prinzip der Wäscheschleuder, der Gewinnung von Honig, Butter, Blutplasma, etc.
Sieben	Ein Sieb hat gröbere Maschen als ein Filter.
Extrahieren	Herauslösen z. B. bei der Zubereitung von Tee und Kaffee, bei der Gewinnung von Steinsalz und bei der Gewinnung pflanzlicher Öle (werden mit Benzin aus der Ölsaat gelöst).

Filtrieren
Filtriert wird beim Kaffeekochen und im Labor. Im Labor werden spezielle Filterpapiere verwendet, die feinere Poren haben als ein Kaffeefilter.

Vakuumfiltration
Wenn das Filtrieren zu lange dauert legt man ein Vakuum an.

Destillieren
Destilliert wird beim Schnapsbrennen, in der Erdölraffinerie, bei der Gewinnung von Speisesalz, etc. Zuerst verdampft die Substanz mit der niedrigsten Siedetemperatur, dann die nächste. Manche Stoffe lassen sich durch Destillation nicht (vollständig) trennen, da sie azeotrope Gemische (Dauersiedegemische) bilden (z.B. Ethanol/Wasser 96:4).

Chromatographie

Modellversuch:

1) In ein Filterpapier wird ein Loch gemacht.
2) Rund ums Loch wird mit einem braunen Filzschreiber ein Ring gezeichnet.
3) Ein zusammengerolltes Filterpapier wird durch das Loch gesteckt und in Wasser getaucht. Das Wasser steigt durch das Papier auf, breitet sich am Filter aus und trennt das Farbgemisch auf.
4) Nach einigen Minuten sieht man, aus welchen Einzelfarben die braune Farbe gemischt wurde.

Dünnschicht-Chromatographie
Das Stoffgemisch wird auf einer beschichteten Folie aufgetragen und in ein geeignetes Lösungsmittel ("Laufmittel") gestellt. Das Laufmittel steigt die Folie hoch und nimmt die verschiedenen Stoffe unterschiedlich weit mit. Ein und derselbe Stoff legt im selben Laufmittel in derselben Zeit immer dieselbe Strecke zurück (R_F-Wert).

Gas-Chromatographie
In einem speziell beschichteten Rohr werden die Stoffe vom Trägergas unterschiedlich schnell transportiert (von der Beschichtung unterschiedlich lang zurückgehalten). Ein Detektor meldet, wenn eine Substanz am Ende ankommt. An den Detektor kann ein Gerät zur Identifizierung der Substanzen angeschlossen sein.

Papier- Chromatographie	Auf speziellen Papieren kann man mit den richtigen Lösungsmitteln viele Stoffe trennen.
Säulen- Chromatographie	In einem Glasrohr befindet sich eine Trägersubstanz, das gelöste Stoffgemisch fließt vertikal durch und die Stoffe kommen nacheinander unten heraus.

Link zu "Chromatographie" (English)

Fällungen

Vor allem in der anorganischen Chemie werden zur Trennung der Stoffe zuerst Trennungsgänge durchgeführt und dann werden die einzelnen Stoffe nachgewiesen.

Nachdem ein Stoffgemenge (eine "Probe") gelöst wurde ("Aufschluss"), werden dieser Lösung Reagenzien zugegeben, die jeweils mit einer bestimmten Gruppe von Stoffen reagieren, wobei sich Feststoffe bilden ("Fällung"). Der Feststoff wird abgetrennt und weiter getrennt. Mit dem nächsten Reagenz wird die nächste Gruppe gefällt.

Enthält eine Lösung vermutlich Natriumchlorid, so lässt sich das Natrium nachweisen, indem man es auf einem Pt-Draht in die Flamme eines Brenners bringt, die dann gelb leuchtet.

Das Chlorid bildet mit Silbernitrat einen weissen käsigen Feststoff ("Niederschlag").

Stoffeigenschaften

Um Stoffe zu beschreiben bzw. identifizieren zu können dienen neben Eigenschaften wie Farbe, Geruch, Geschmack, Kristallform, etc. messbare Stoffeigenschaften:

Schmelztemperatur, Siedetemperatur, Dichte, R_F-Wert, optische Aktivität (siehe "Kohlenhydrate" 8. Klasse ), Flammenfärbung (siehe unten) etc.

Methoden der Identifizierung von Stoffen

Spektroskopische Methoden:

Emissionsspektrum
Bestimmte Metalle färben die Flamme eines Bunsenbrenners. In einem Spektrometer liegt eine gelbe Doppellinie von Natrium bei ca. 589 nm.

Absorptionsspektrum
Ultraviolettes Licht, sichtbares Licht oder Infrarotstrahlen werden durch eine Substanz geschickt und je nach Stoff wird bei bestimmten Wellenlängen die Strahlung geschwächt. Die Schwächung der Strahlung bei bestimmten Wellenlängen lässt Rückschlüsse auf die untersuchten Stoffe zu.

Weitere wichtige Verfahren, wie die NMR-Spektroskopie oder die Massenspektroskopie werden hier nicht vorgestellt.

"Aufbau der Stoffe"	Zurück zum Hauptmenü