2.6A scheidingsmethoden'

• Natuur, Leven en Technologie
• Middelbare school
• vmbo k, g, t, mavo, havo, vwo
• Leerjaar 1,2

Scheidingsmethoden

Bijna alles om ons heen is een mengsel. In veel situaties maakt dat niet uit, maar soms wil je toch maar één van de stoffen die in het mengsel zit. Je drinkt bijvoorbeeld liever water dan modder!

Om de modder te scheiden in zand en water gebruik je scheidingsmethoden. Een scheidingsmethode sorteert een mengsel in de componenten waaruit het mengsel bestaat door gebruik te maken van verschillen in stofeigenschappen van de stoffen in het mengsel.

Dat is dus ook het nadeel van deze scheidingsmethode: je raakt de vloeistof kwijt en houdt alleen de vaste stof over!

2.6A scheidingsmethoden

Leerdoelen:

• Je weet waar scheidingsmethoden in het algemeen voor worden gebruikt
• Je kent zeven scheidingsmethoden en weet 'op welke principe deze berusten' (hoe ze werken)
• Je kunt de juiste scheidingsmethode voor het juiste mengsel gebruiken
• Je kent verschillende proefopstellingen die bij scheidingsmethoden worden gebruikt

Oplossingen scheiden: Indampen en destilleren

Er zijn twee scheidingsmethoden die bedoeld zijn om oplossingen te scheiden. Omdat er verschillende soorten oplossingen zijn en het doel van het scheiden verschillend kan zijn, moet je de juiste scheidingsmethode op het juiste moment gebruiken.

Sleep het juiste antwoord naar de vraag.

Je verwijdert ijzervijlsel uit zaagsel met een magneet:   ..........

Je legt rode knopen links van je neer en blauwe knopen rechts van je neer: .................

Zand stroomt tussen je vingers door, maar kiezels blijven op je hand: ............

Magnetisme

Kleur

Deeltjesgrootte

Indampen

Indampen werkt door het verschil in kookpunt. Indampen is bedoeld voor oplossingen waar een vaste stof in een vloeistof zit. De vloeistof in de oplossing heeft een laag kookpunt. De vaste stof in de oplossing heeft een erg hoog kookpunt. Door het verwarmen zal de vloeistof verdampen en verdwijnen. De vaste stof blijft dan over.

Je gebruikt een indampschaaltje, een brander met een brandergaasje of een porseleinen driehoek, een driepoot en uiteraard een brander. Je schenkt de oplossing in het indampschaaltje, zet deze op de driepoot met het gaasje en zet de brander aan en eronder. Na enige tijd zullen er gasbellen ontstaan in de vloeistof, die uiteindelijk verdampt en verdwijnt.

Destilleren

Destilleren werkt door het verschil in kookpunt. Je kunt een oplossing van twee vloeistoffen scheiden doordat de vloeistof met het lage kookpunt als eerste zal gaan verdampen, terwijl de vloeistof met het hoge kookpunt als vloeistof zal achterblijven.

De opstelling is complexer dan de opstelling voor indampen. Je hebt een speciale destillatieopstelling nodig. Je doet de oplossing in de destillatiekolf, die je gaat verwarmen (bijvoorbeeld met een brander). De vloeistof met het laagste kookpunt gaat verdampen. Die damp wordt afgekoeld in de koeler, waardoor de damp weer een vloeistof wordt. Die vloeistof vang je op als destillaat. Het residu is dan de vloeistof met het hoge kookpunt: die was nog niet warm genoeg geworden om te verdampen.

Voordelen

Het voordeel van deze scheidingsmethode is dat beide stoffen bewaard blijven. Het nadeel is dat deze scheidingsmethode meer geld kost: zowel de opstelling als het gebruik van energie en koelwater.

In het filmpje hieronder wordt alcohol uit wijn gedestilleerd. 

Vul onderstaande zinnen aan. Kies uit:

'Kookpunt' (3x), 'vloeistof' (2x), 'vaste stof' (2x), 'oplossing van een vaste stof in en een vloeistof', 'oplossing van twee vloeistoffen', 'eerder'. 

Indampen is een scheidingsmethode die werkt door het verschil in...................

 Je gebruikt deze scheidingsmethode om een................................ te scheiden. 

Omdat de............................ een lager kookpunt heeft dan de..........................

 in de oplossing zal de .................................... verdampen en de.............................. achterblijven.

Destilleren is een scheidingsmethode die werkt door het verschil in...................

 Je gebruikt deze scheidingsmethode om een................................. te scheiden. 

De ene vloeistof heeft een lager.............................. dan de andere vloeistof en zal daarom .................................verdampen.

Kookpunt

Kookpunt

Kookpunt

vloeistof

vloeistof

vaste stof

vaste stof

oplossing van een vaste stof

oplossing van twee vloeistoffen

Eerder

nl.wikihow.com

Zoutpannen op La Palma

In theorie kun je door zeewater te destilleren zout en drinkwater winnen. Toch wordt dit niet overal gedaan. Op La Palma (Spanje) wordt wel zout gewonnen uit zeewater door het in te dampen, maar het drinkwater gaat hierbij verloren. In Saoedi-Arabië worden wel experimenten gedaan om drinkwater uit zeewater te halen, maar in Nederland niet.

Vergelijk Spanje, Saoudi-Arabië en Nederland door te kijken naar het klimaat naar de kaart en verklaar waarom niet overal drinkwater uit zeewater wordt gehaald.

Suspensies scheiden: Filtreren, bezinken, centrifugeren

Er zijn drie scheidingsmethoden die voor suspensies bedoeld zijn. Twee ervan lijken heel erg op elkaar.

Filtreren

Filtreren werkt door het verschil in deeltjesgrootte. De ene stof in het mengsel heeft grote deeltjes (meestal de onopgeloste vaste stof: de moleculen zitten in grote klompjes bij elkaar), terwijl de andere stof in het mengsel uit kleine deeltjes bestaat (meestal de vloeistof: die beweegt zelfs in losse moleculen).

Om te filtreren heb je een trechter, een filtreerpapiertje en een reageerbuis nodig. Je vouwt het filtreerpapier correct, plaats dit in de trechter en plaatst deze in de reageerbuis. Je giet de suspensie in het filtreerpapier. In het filter blijft dan de stof met grote deeltjes (het residu) zitten. In de reageerbuis komt dan de stof met kleine deeltjes (het filtraat) te zitten.

Een grovere variant van filtreren is zeven. Als zand door een zeef gaat, maar de steentjes achterblijven, dan is dat ook een vorm van filtreren.

Bezinken & centrifugeren

Bezinken werkt door het verschil in dichtheid. De stof met de hoogste dichtheid (meestal de vaste stof) zakt naar de bodem, terwijl de stof met de laagste dichtheid (meestal de vloeistof) er bovenop gaat liggen. Je gebruikt een bekerglas of reageerbuis, schenkt daar de suspensie in en wacht. Afhankelijk van hoe groot de dichtheid is van de vaste stof kan het wachten soms heel lang duren. Door daarna de vloeistof af te schenken, heb je de vloeistof en vaste stof gescheiden.

Centrifugeren

Centrifugeren is de snelle variant van bezinken. Deze werkt ook door het verschil in dichtheid. In plaats van heel lang te wachten plaats je de reageerbuisjes met de suspensie in een centrifuge. Net als de centrifuge van de wasmachine draait deze heel snel rondt. Hierdoor wordt de stof met de hoogste dichtheid 'gedwongen' sneller naar de bodem te zakken.

Filtreren is een scheidingsmethode die werkt door het verschil in (deeltjesgrootte/dichtheid)

 Je gebruikt deze scheidingsmethode om een (type mengsel)

 suspensie/ vaste stof te scheiden. Omdat de samengeklonterde vaste deeltjes (groter/kleiner)

 zijn dan de vloeibare deeltjes blijven de (vaste/vloeibare)

 deeltjes achter in het filter en kunnen de (vaste/vloeibare)

 deeltjes door de kleine gaatjes van het filter .

Bezinken en centrifugeren zijn scheidingsmethoden die werken door het verschil in (deeltjesgrootte/dichtheid)

 Je gebruikt deze scheidingsmethoden om een (type mengsel) suspensie/ vaste stof te scheiden. De stof met de (kleinste/grootste)

 dichtheid zakt naar de bodem, de stof met de (laagste/hoogste)

 dichtheid blijft drijven. Centrifugeren werkt (langzamer/sneller)

 dan bezinken.

Zet het streepje door het juiste woord

-------

-------

-------

-------

-------

-------

-------

-------

-------

-------

-------

Experiment: suspensies scheiden

Inleiding

Als je een suspensie gaat scheiden, dan wil je dat snel en nauwkeurig doen. Je moet er niet lang mee bezig zijn en je wil dat zo veel mogelijk van de stoffen ook echt van elkaar gescheiden is.

Onderzoeksvraag

Met welke scheidingsmethode kun je het snelst en nauwkeurigst een suspensie scheiden?

Uitvoering

• Schenk ongeveer 20 mL van de sinaasappelsap in een bekerglas. Noteer je waarnemingen, zet het bekerglas weg en kijk tijdens het practicum af en toe naar wat er gebeurt. Als de vaste stof bezonken is, schenk dan de vloeistof voorzichtig af in het tweede bekerglas.
• Schenk ongeveer 4 mL (4 vingers dik) in de centrifugereageerbuizen. Plaats de reageerbuizen in de centrifuge en laat deze een minuut draaien. Bekijk het resultaat en plaats de reageerbuizen eventueel terug wanneer de sinaasappelsap nog niet helemaal gescheiden is. (Let op je vingers!) Als de vaste stof bezonken is, schenk dan de vloeistof voorzichtig af in het tweede bekerglas.
• Schenk ongeveer 4 mL in één reageerbuis. Vouw het filtreerpapiertje, plaats deze in de trechter, de trechter op de reageerbuis en deze in het rekje. Schenk de sinaasappelsap in het papiertje en noteer je waarnemingen tijdens en na het filtreren. (Maak onderscheid tussen het residu en het filtraat!)

Neem deze tabel over en vul in:

Conclusie
Je kunt een suspensie het snelst en nauwkeurigst scheiden met behulp van:

1. suspensie
2. filtreren
3. bezinken
4. centrifugeren

Adsorberen

Adsorberen werkt door het verschil in aanhechtingsvermogen. Nee, dit is geen schrijffout: adsorberen is iets anders dan absorberen. Absorberen is tijdelijk opnemen, maar ook weer loslaten, zoals sponsjes met water doen. In dit geval gebeurt het aanhechtingen vrijwel permanent.

Adsorberen doe je meestal met vloeistoffen waar ongewenste kleur-, geur- en smaakstoffen in zitten. Deze hechten wel aan een adsorptiemiddel terwijl de vloeistof in het mengsel dat niet doet. Na adsorberen moet je altijd nog een scheidingsmethode toepassen, omdat je anders je adsorptiemiddel nog met de vloeistof gemengd hebt.

Bij adsorberen gebruik je een adsorptiemiddel. Papier is een adsorptiemiddel voor inkt: de inkt wordt aan het papier gehecht en komt er niet zomaar meer vanaf. Bij proefjes op school gebruik je Norit (de merknaam voor actieve kool), een zwart poeder.

Welke scheidingsmethodes zijn in dit filmpje gebruikt om water te zuiveren?

1. Centrifugeren, bezinken, filtreren
2. Indampen, adsorberen
3. Filtreren, bezinken, adsorberen
4. Destilleren, filtreren, suspenseren

Vul onderstaande zinnen aan. Kies uit..

Adsorberen werkt door het verschil in ..........................

 Je gebruikt deze scheidingsmethode om een........................te scheiden. 

De verontreinigingen zullen........................aan het adsorptiemiddel en de vloeistof niet. 

Omdat nu het.................... in de vloeistof zit, moet je nog een scheidingsmethode toepassen om dit weer te verwijderen.

Aanhechten

Adsorptiemiddel

verontreinigde vloeistof

aanhechtingsvermogen

Welke scheidingsmethode kun je het beste toepassen om het adsorptiemiddel te scheiden van de vloeistof?

1. centrifugeren
2. filtreren
3. bezinken
4. indampen

Extraheren

Extraheren werkt door het verschil in oplosbaarheid. Als je een mengsel hebt van (vaste) stoffen waarvan , dan voeg je een extractiemiddel toe waar de ene stof van het mengsel wel in oplost, terwijl de andere stof van het mengsel niet oplost.

Vaak gebruik je water als extractiemiddel, maar het kan ook een andere vloeistof zijn. Zout en suiker zijn bijvoorbeeld twee witte vaste stoffen die allebei oplossen in water, dus dan kun je de twee stoffen niet van elkaar scheiden door water toe te voegen. Als je echter alcohol toevoegt, dan zal suiker er wel in oplossen en zout niet. Zo kun je die twee stoffen van elkaar scheiden zonder water als extractiemiddel te gebruiken.

Na extraheren moet je altijd minstens één andere scheidingsmethode toepassen, omdat je anders nog steeds een mengsel hebt van de opgeloste stof, de niet-opgeloste stof en het oplosmiddel.

Extraheren is een scheidingsmethode die werkt door verschil in..............

Je gebruikt deze scheidingsmethode om.............................. te scheiden. Je voegt een .................. toe aan het mengsel, zoals water of alcohol. Omdat de ene stof in het mengsel wel.................... in het oplosmiddel en de andere stof in het mengsel niet

 .......................in het oplosmiddel kun je de twee stoffen van elkaar scheiden.

Als je beide (vaste) stoffen los van elkaar wil krijgen, dan moet je nog twee.

...................... toepassen. Eerst moet je........................

 om de onopgeloste stof te verwijderen. Daarna moet je het oplosmiddel met de opgeloste stof..........................

Vul onderstaande woorden in, in de zinnen.

oplosbaarheid

mengsels van (vaste) stoffen

indampen

filtreren

scheidingsmethoden

oplost

oplost

oplosmiddel

1. Een emmer met modder laten staan tot het zand op de bodem ligt en bovenop een laagje water drijft:....................................

2. Een waterige saus dikker maken door het water uit de saus te laten verdampen:

3. Verse muntthee maken:...................................

4. Verse koffiebonen malen, in het koffiefilter doen en zo koffie zetten (dit zijn zelfs twee scheidingsmethoden!):................................

5. Kleurstoffen uit water verwijderen met actieve koolstof :..........................................

6. Sla uitspoelen in een vergiet:.........................................

7. De was drogen door er snel mee rond te draaien:...................................

Welke methode hoort waarbij?

bezinken

indampen

filtreren

extraheren & filtreren

indampen

adsorberen

Practicum Chromatografie

Inleiding

Misschien heb je wel eens gezien dat als je ergens met een zwarte watervaste stift een vlek op hebt gemaakt, dat je deze dan niet zomaar met water weg kunt spoelen. Met spiritus verdwijnt de vlek echter wel, maar eerst zie je dat die zwarte inktvlek uitsmeert in verschillende kleuren.

Onderzoeksvraag

Welke twee scheidingsmethoden worden gebruikt bij papierchromatografie?

In plaats van een zwarte watervaste stift kun je ook kleurstoffen in voedingsmiddelen onderzoeken. Denk aan de kleurstof van Skittles, of de groene kleur van spinazie.

Heb je geen voorgeknipte filters? Maak er zelf één. Teken op een koffiefilter een rechthoek van 4x10 cm. Knip de rechthoek uit. Omdat een koffiefilter dubbelgevouwen is, heb je nu twee strookjes van 4x10 cm.

Uitvoering

1. Teken op de korte kant (die van 4 cm) met potlood en liniaal een lijntje op 1 cm afstand van de rand van het papier, over de hele breedte van het papier. 
2. Doe dit bij beide strookjes.
3. Zet met de zwarte watervaste stift een stip op beide potloodlijntjes. Vouw de strookjes over de lengte (dus die van 10 cm) dubbel. Als het goed is, dan kun je de strookjes nu overeind laten staan.
4. Doe in het ene (beker)glas een bodempje water en in het andere (beker)glas een bodempje spiritus. Het vloeistofpeil mag niet hoger zijn dan 0,5 cm!
5. Zet de koffiefilterstrookjes in de bekerglazen en wacht even.

Upload hieronder een foto van de beginsituatie en de eindsituatie.

Conclusie
De volgende twee scheidingsmethoden worden gebruikt bij papierchromatografie:

1. extraheren & filtreren
2. extraheren & adsorberen
3. Indampen & filtreren
4. destilleren & indampen

Klaar

Begrippenlijst