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Will man Gemische trennen, die aus einer festen, unlöslichen und einer
flüssigen Komponente (Phase) bestehen, bietet sich das (fachsprachlich)
Filtrieren als Methode der Wahl an (Trivialsprachlich: filtern). In der
Regel trennt sich ein solches Feststoff-Flüssig-Gemisch bis zu einem gewissen
Grad schon allein dadurch, dass die festen Bestandteile aufgrund der Schwerkraft
auf den Boden des Gefäßes sinken. Je nach Partikelgröße kann das aber Stunden
bis Tage dauern. Deswegen braucht man eine Art Sieb und das ist das
Filterpapier, das so hergestellt werden kann, dass die Porengröße
unterschiedlich ist. Versuch: Trennung eines
Steinsalz-Gemisches durch Filtrieren und anschließendes Eindampfen.
Geräte: Erlenmeyerkolben, Trichter, Faltenfilter oder Rundfilter,
Gestell zur Aufnahme des Trichters, Becherglas mit einer Suspension, evtl.
Stativmaterial (Klemme und Muffe), Glasstab, Spatel
Probleme:
1. Es gibt in der Laborausstattung keinen Faltenfilter, sondern nur einen
Rundfilter. Wie man aus einem Rundfilter einen Faltenfilter machen kann, zeigt
die untere Abbildung.
2. Der Filter „setzt sich zu": d.h. die Poren verstopfen. Einzige Lösung:
nicht zu viel vom Gemisch in den Filter geben, mehrere Filter verwenden. Oder
mit einer Nutsche (Saugtrichter) und einer Saugflasche in Kombination mit einer
Wasserstrahlpumpe arbeiten.
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3. Je nachdem, ob man bei der Trennung den Schwerpunkt auf die Gewinnung des
Filtrats oder des Rückstands legt, kann es besser sein, gleich von Anfang an
einen Rundfilter zu verwenden. Von ihm lassen sich aufgrund der Glätte feste
Stoffe leichter abstreichen als von einem Faltenfilter.
4. Es gibt zwei verschiedene Typen von Trichtern: glatte, geblasene
Glastrichter oder Trichter aus gepresstem Glas mit auf der Oberfläche
angebrachten dünnen Erhebungen. Die glatten Trichter binden das nasse
Filterpapier aufgrund der Adhäsionswirkung besser, was sich für den
Filtriervorgang eher nachteilig auswirkt. Mit den gepressten Trichtern verläuft
die Filtration schneller. |
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Arbeitsaufträge:
Beantworte folgende Fragen schriftlich!
1. Welchen Gemischtyp trennt man bevorzugt mit der Methode des Filtrierens?
2. Welche Eigenschaften haben geblasene Glastrichter gegenüber gepressten
Trichtern?
3. Wie unterscheidet sich hinsichtlich der Eigenschaften ein Faltenfilter von
einem Rundfilter?
4. Welche Eigenschaften müssen die Gemischkomponenten haben, um durch Filtrieren
voneinander getrennt werden zu können?
5. Warum reicht Sedimentieren und Dekantieren für diesen Gemischtyp meistens
nicht aus? |
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Lösungen:
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Arbeitsaufträge:
Beantworte folgende Fragen schriftlich!
1. Welchen Gemischtyp trennt man bevorzugt mit der Methode des Filtrierens?
Mit der Methode des Filtrierens (oder
Filtriermethode) trennt man bevorzug heterogene Gemische, wie
Sand-Wasser, Kaffee-Pulver-Kaffee, usw. Oder, nach den Phasen
bezeichnet: Fest-flüssig-Phasen-Gemische.
2. Welche Eigenschaften haben geblasene Glastrichter gegenüber gepressten
Trichtern?
Gepresste Trichter haben nicht eine so glatte
Glasoberfläche, die Adhäsion des Filterpapiers an das Glas ist geringer,
der Filtriervorgang verläuft schneller. Gepresste
Trichter sind nicht wärmefest, das spielt aber hier keine Rolle.
3. Wie unterscheidet sich hinsichtlich der Eigenschaften ein Faltenfilter von
einem Rundfilter?
Ein Rundfilter schmiegt sich an die Filterform
an, ganz besonders bei geblasenem Filterglas. Ein Faltenfilter bedeckt
nicht die ganze Glasoberfläche, sondern ungefähr nur die Hälfte, was die
Adhäsionswirkung verringert und den Filtriervorgang beschleunigt.
4. Welche Eigenschaften müssen die Gemischkomponenten haben, um durch Filtrieren
voneinander getrennt werden zu können?
Die eine Komponente muss problemlos durch die
Folterporen gehen, die andere Komponente muss genügend große Teilchen
haben, die nicht mehr die Poren
passieren können.
5. Warum reicht Sedimentieren und Dekantieren für diesen Gemischtyp meistens
nicht aus?
Mit Sedimentieren und Dekantieren kann man ca.
90% eines solchen heterogenen Gemisches trennen. Für viele Fälle, v.a.
im Haushalt, reicht das aus. |
update: 02.02.2021
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