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1 Unterrichtsmaterialien in digitaler und in gedruckter Form Auszug aus: Lernwerkstatt: Chemische Stoffe - Eigenschaften, Reinstoffe, Gemische, Trennverfahren Das komplette Material finden Sie hier: Download bei School-Scout.de

2 SCHOOL-SCOUT Chemische Stoffe Seite 10 von 16 cyclonebill Schaum: Als Schaum bezeichnet man gasförmige Stoffe in einer Flüssigkeit. Nach dem Frühstück müssen wir den Tisch abwischen. Wir geben hierzu etwas Spülmittel in das Wasser und können beobachten, wie sich auf dem Wasser Schaum bildet. Dieser Schaum besteht aus Gasblasen, die mit Flüssigkeit umgeben sind. böhringer friedrich Aufgabe 5: Versuche den eben gelesenen Definitionen auswendig, also ohne noch einmal zurückzublättern, den richtigen Fachausdruck zuzuordnen! Beispiel: Gasförmige Stoffe in einer Flüssigkeit = Schaum (1) Gemisch aus flüssigen Teilchen in einem Gas = (2) Feste Teilchen in einem Gas = (3) Ein Gemisch mehrerer nicht mischbarer Flüssigkeiten = (4) Feste Teilchen in einer Flüssigkeit = (5) Gasförmige Blasen in einem Feststoff = Nachdem wir nun die Reinstoffe und Gemische näher betrachtet haben, wollen wir noch abschließend die Trennverfahren von Gemischen zu Reinstoffen betrachten:

3 SCHOOL-SCOUT Chemische Stoffe Seite 11 von Stofftrennverfahren In der Chemie gibt es eine Reihe wichtiger Trennverfahren für Gemische. Die Trennverfahren werden in der Technik angewendet, um unerwünschte Stoffe aus einem Gemisch herauszutrennen. Auf Grund der unterschiedlichen Eigenschaften der im Gemisch enthaltenen Reinstoffe, können wir diese trennen. Hierbei ist meist eine Kombination mehrerer Trennverfahren nötig. Wir schauen uns im Folgenden zur besseren Verständlichkeit Beispiele aus dem Haushalt an. Beim Sortieren per Hand macht man sich die unterschiedliche Farbe oder unterschiedliche Beschaffenheit von Gemischen mit großen Teilchen zu Nutze. Im Haushalt fällt jede Menge Müll an. Papier, Biomüll, Verpackungen, Glas und Restmüll müssen in unterschiedliche Mülleimer sortiert werden. Hierbei muss Glas zudem nach Farben getrennt werden, da es hierfür unterschiedliche Glasabfallbehälter gibt. Beim Sieben macht man sich die unterschiedlichen Größen der Reinstoffe zu Nutze. Man kann so beispielsweise im Mehl die Klumpen vom feinen Mehl trennen. Bei der Magnettrennung ist die Magnetisierbarkeit bestimmter im Gemisch enthaltener Reinstoffe von Vorteil. Auf Mülldeponien macht man sich dies zu Nutze, um Eisenteile aus dem Müllgemisch zu trennen. Hierbei zieht ein Elektromagnet, der über dem Müll angebracht ist, alle magnetisierbaren Metallteile an und entfernt sie so aus dem Müll. Um unlösliche Feststoffe aus einer Flüssigkeit entfernen zu können, lässt man das Gemisch zuerst stehen, damit sich der Feststoff absetzt und gießt dann die oben stehende Flüssigkeit ab. Dieses Verfahren heißt mit den Spezialbegriffen Sedimentieren und Dekantieren. In Fruchtsäften, z.b. Orangensaft mit Fruchtfleisch, ist dies der Fall. Möchte man den Saft ohne Fruchtfleisch trinken, dann lässt man den Beutel länger stehen und das Fruchtfleisch setzt sich am Boden ab. Schüttelt man nun den Beutel nicht mehr, so hat man zunächst den Orangensaft ohne Fruchtfleisch und am Ende bleibt das Fruchtfleisch übrig. Kann man durch Sedimentieren und Dekantieren nicht alle festen Bestandteile aus einer Lösung trennen, so muss man ein anderes Verfahren anwenden: Filtrieren. Wir kennen dieses Verfahren schon von einer Kaffeemaschine. Hier wird der Kaffee in einen Filter gegeben und durch diesen fließt dann der Kaffee ohne Satz hindurch. Der Filter hält also die Feststoffe aus der Flüssigkeit in der Kaffeekanne ab. Das Filterpapier ist hier wie ein sehr feines Sieb. Beim Filtern verstopfen jedoch leicht die Poren. Man kann den Vorgang in der Chemie beschleunigen, indem man das Filtrat von unten her ansaugt. Ein weiteres wichtiges Verfahren ist das Zentrifugieren. Wir können hiermit das Entmischen einer Suspension oder Emulsion noch weiter beschleunigen.

4 SCHOOL-SCOUT Chemische Stoffe Seite 12 von 16 Magnus Manske In diese Zentrifuge werden kleine Röhrchen mit dem zu trennenden Gemisch gegeben. Die Zentrifuge dreht sich dann sehr schnell (hierbei wirken große Kräfte) und die Feststoffe setzen sich am Boden des Zentrifugenröhrchens ab. So können wir die darüber stehende Flüssigkeit abschütten. Haben wir eine Lösung eines Feststoffes in einer Flüssigkeit, so können wir diesen gewinnen, indem wir die Lösung eindampfen. Wir geben die Lösung bei diesem Verfahren in eine Glasschale und erhitzen sie mit dem Bunsenbrenner. Dies machen wir so lange bis die komplette Flüssigkeit verdampft ist. Wir erhalten somit unseren Feststoff am Boden der Schale. In der Küche findet das Verfahren ebenfalls Anwendung. So kann eine Soße durch langes Erhitzen und Eindampfen geschmackvoller werden. Hierbei verdampft das Wasser und die Geschmacksstoffe in der zurück gebliebenen Flüssigkeit sind konzentrierter und haben somit ein kräftigeres Aroma. Wollen wir aus einer Lösung sowohl die Flüssigkeit als auch den Feststoff gewinnen, so müssen wir sie destillieren. Die Destillation hat eine große technische Bedeutung. Mit Hilfe einer Destillationsaparatur kann man Trinkwasser aus Meerwasser gewinnen. Unter einer Destillation verstehen wir den Vorgang, bei dem das Gemisch zuerst verdampft und dann kondensiert. H Padleckas

5 SCHOOL-SCOUT Chemische Stoffe Seite 13 von 16 Aufgabe 6: Hast du schon mal mit so einer Apparatur Wasser destilliert und kannst den Vorgang beschreiben? In südlichen Ländern entsalzt man Meerwasser mit Hilfe der Sonnenenergie. Hierbei benutzt man eine Destillationsapparatur, die ein Glasdach und mehrere Rinnen besitzt, in denen das destillierte Wasser abfließen kann. Durch die Sonnenstrahlen und durch das spezielle Glasdach erwärmt sich das Wasser und kondensiert an den Wänden. Das Kondensat läuft dann in Rinnen ab, die es zu großen Behältern bringen. In diesen Behältern hat man dann das destillierte Wasser. Zurück bleibt eine konzentrierte Salz-Wasser Lösung. Mit Hilfe dieser Destillationsapparatur haben wir es geschafft, salzfreies Wasser herzustellen. Um das Wasser jedoch trinken zu können, müssen wir ihm noch eine minimale Menge Salz hinzufügen. Durch die Destillation können wir nicht nur einen Feststoff aus einer Flüssigkeit trennen, sondern auch zwei Flüssigkeiten, die unterschiedliche Siedepunkte haben. Hierbei verdampft zuerst der Stoff, der den kleineren Siedepunkt hat. Danach können wir auf dem Thermometer einen Anstieg der Temperatur feststellen und so erkennen wir, dass der erste Reinstoff des Gemisches aus dem Gemisch abgetrennt ist. Stoppen wir hier die Destillation, so haben wir die beiden Flüssigkeiten voneinander getrennt.

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