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Chemie für Kinder
Trennen von Gemischen
Viele der Stoffe, die wir täglich verwenden, waren einst Teil eines Gemischs. Irgendjemand hat diesen Stoff aus dem Gemisch getrennt, damit wir ihn verwenden können. Es hat sich herausgestellt, dass viele Verbindungen und Elemente in der Natur nicht in reiner Form vorkommen, sondern als Teil von Gemischen. Die Trennung von Stoffen aus Gemischen ist ein wichtiger Bestandteil der Chemie und der modernen Industrie.In diesem Abschnitt werden einige wichtige Begriffe aus der Chemie verwendet, darunter Gemische, Suspensionen und Lösungen. Sie können auf die Links klicken, um mehr über jeden dieser Begriffe zu erfahren.
Warum wollen wir Gemische trennen?
Schon in der Antike haben fleißige Menschen Gemische getrennt, um die von ihnen benötigten Stoffe zu erhalten. Ein Beispiel dafür ist die Gewinnung von Metall aus Erzen zur Herstellung von Werkzeugen und Waffen. Im Folgenden werden wir einige weitere Beispiele für die Trennung von Stoffen erläutern.
Trennungsprozesse
Die Art und Weise, wie verschiedene Stoffe in einem Gemisch getrennt werden, wird als Verfahren bezeichnet. Es gibt eine Reihe verschiedener Verfahren, die zur Trennung eingesetzt werden. Viele von ihnen sind sehr komplex und beinhalten gefährliche Chemikalien oder hohe Temperaturen. Viele wichtige Industrien in der Welt basieren heute auf Trennverfahren.
Filtrierung
Eine gängige Methode der Trennung ist die Filtration. Filter werden überall eingesetzt. Wir verwenden sie in unseren Häusern, um Staub und Milben aus der Luft zu filtern, die wir einatmen. Wir verwenden sie, um Verunreinigungen aus unserem Wasser zu filtern. Wir haben sogar Filter in unserem Körper, wie z. B. unsere Nieren, die als Filter fungieren, um schlechte Stoffe aus unserem Blut zu entfernen.
Das Filtrationsverfahren wird im Allgemeinen zur Trennung eines Suspensionsgemischs verwendet, bei dem kleine Feststoffteilchen in einer Flüssigkeit oder in der Luft suspendiert sind. Im Falle der Wasserfilterung wird das Wasser durch ein Papier gepresst, das aus einem sehr feinen Netz von Fasern besteht. Das Wasser, das durch den Filter gelaufen ist, wird als Filtrat bezeichnet. Die Teilchen, die durch den Filter aus dem Wasser entfernt werden, werden alsRückstand.
Destillation
Ein weiteres gängiges Trennverfahren ist die Destillation. Bei der Destillation werden Mischungen von flüssigen Lösungen durch Sieden getrennt. Dabei wird berücksichtigt, dass die verschiedenen Stoffe in der Mischung unterschiedliche Siedepunkte haben.
Wenn Sie beispielsweise Salzwasser erhitzen, kocht das Wasser in der Lösung vor dem Salz. Das Wasser verdampft dann und lässt das Salz zurück. Wenn der Wasserdampf aufgefangen wird, verwandelt er sich beim Abkühlen wieder in eine Flüssigkeit. Dieses abgekühlte Wasser ist dann reines Wasser ohne jedes Salz.
| Zentrifuge |
In manchen Fällen gibt es Suspensionsgemische, bei denen die Feststoffpartikel zu fein sind, um mit einem Filter getrennt zu werden. In diesen Fällen wird manchmal eine Zentrifuge verwendet. Zentrifugen sind mechanische Geräte, die sich mit sehr hoher Geschwindigkeit drehen. Diese hohe Geschwindigkeit ermöglicht es den Feststoffpartikeln in Suspensionen, sich sehr schnell abzusetzen. Anstatt beispielsweise zu warten, bis sich Sand langsam auf dem Boden des Wassers absetzt, kann eineZentrifuge kann sich der Sand in Sekundenschnelle absetzen.
Einige Beispiele für den Einsatz von Zentrifugen sind die Trennung von Blut in Plasma und rote Blutkörperchen, die Trennung von Sahne und Milch sowie die Trennung von Uranisotopen für Kernkraftwerke.
Die schwereren Teilchen bewegen sich nach außen
des Zylinders, wenn sich die Zentrifuge dreht
so dass das Gemisch getrennt werden kann.
Andere Prozesse
Es gibt noch viele andere Trennverfahren wie Sublimation, Adsorption, Kristallisation und Chromatographie. Manchmal sind viele Verfahrensstufen erforderlich, um zum Endergebnis zu gelangen. Ein Beispiel dafür ist die Verarbeitung von Rohöl. Rohöl wird in mehreren Stufen fraktioniert destilliert, um eine Reihe verschiedener Produkte wie Benzin, Flugzeugtreibstoff, Propangas und Heizöl herzustellen.
Siehe auch: Östliche Diamantklapperschlange: Erfahren Sie mehr über diese gefährliche Giftschlange.Interessante Fakten über das Trennen von Gemischen
- Zur Trennung von flüssigen Lösungen, deren Substanzen ähnliche Siedepunkte haben, wird eine komplexere Version der Destillation verwendet, die so genannte fraktionierte Destillation.
- Die Malerei nutzt den Trennungsprozess der Verdunstung. Die nasse Farbe ist eine Mischung aus Farbpigmenten und einem Lösungsmittel. Wenn das Lösungsmittel trocknet und verdunstet, bleiben nur die Farbpigmente übrig.
- In alten Kulturen trennte man das Korn von der Spreu, indem man das Gemisch in die Luft warf und der Wind die leichtere Spreu wegblies, so dass das schwerere Korn übrig blieb.
- Hochgeschwindigkeitszentrifugen können sich bis zu 30.000 Mal pro Minute drehen.
- In der Natur finden ständig zahlreiche Trennungsprozesse statt.
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Siehe auch: Kinderwissenschaft: Fest, flüssig, gasförmigWeitere Chemie-Fächer
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