Trennverfahren – Filtrieren und Dekantieren

Trennverfahren – Filtrieren und Dekantieren Übung

• Charakterisiere die Symbole der Trennverfahren.

  Tipps

  Jedem Symbol wird der Fachbegriff sowie eine andere Bezeichnung dafür zugeordnet.

  Die drei Fachbegriffe sind:
  Filtrieren, Sedimentieren, Dekantieren

  Lösung

  Das Sedimentieren ist das Absetzen eines Stoffes in einem Stoffgemisch. Dieser Prozess findet statt, weil einer der beiden Stoffe eine größere Dichte als der andere hat und sich somit unten ablagert.

  Das Dekantieren folgt meist auf das Sedimentieren und besteht aus dem Abgießen der Flüssigkeit, welche eine geringere Dichte hat.

  Beim Filtrieren handelt es sich um die Trennung eines nicht-löslichen Feststoffs von einer Flüssigkeit oder einem Gas durch Auffangen der Feststoffpartikel.

• Vervollständige den Versuchsaufbau zum Filtrieren eines Stoffgemisches.

  Tipps

  Im Trichter befindet sich ein Filterpapier.

  Im Becherglas befindet sich das Filtrat.

  Lösung

  Beim Filtrieren handelt es sich um die Trennung eines nicht-löslichen Feststoffs von einer Flüssigkeit oder einem Gas.

  • Im Labor wird dabei das Stoffgemisch meist nicht durch ein Sieb, sondern durch einen Trichter gegossen.
  • Im Trichter befindet sich zudem ein Filterpapier mit einer bestimmten Porengröße, wodurch die Feststoffpartikel zurückgehalten werden und die Flüssigkeit in ein darunter stehendes Becherglas abfließen kann.
  • Beim Versuchsaufbau ist darauf zu achten, dass die Öffnung des Trichters an der Wand des Becherglases anliegt.
  • Außerdem ist es hilfreich, die Suspension an einem Glasstab entlang in den Trichter zu gießen, um versehentliche Verunreinigung durch Verschütten zu vermeiden.
  • Ist die Flüssigkeit vollständig durch den Trichter gelaufen, befindet sich im Becherglas das sogenannte Filtrat und im Filterpapier der Feststoff, der auch als Filterkuchen oder Niederschlag bezeichnet wird.

• Stelle die vollständige Trennung eines Stoffgemisches dar.

  Tipps

  Ein Beispiel für das Sedimentieren ist das Absetzen von Sand im Wasser.

  Beim Filtrieren verwendet man Filterpapier, welches Feststoffpartikel auffängt.

  Lösung

  Beim Filtrieren und Dekantieren handelt es sich um mechanische Trennmethoden für Stoffgemische, meist Suspensionen, also heterogene Stoffgemische, bestehend aus einer flüssigen und einer festen Komponente. Dabei wird für ein vollständiges Trennen folgende Reihenfolge eingehalten:

  • Sedimentieren
  • Dekantieren
  • Filtrieren

  
  
  Das Sedimentieren ist das Absetzen eines Stoffes mit höherer Dichte. Nehmen wir an, wir haben eine Suspension vor uns, zum Beispiel ein Glas mit Wasser und Sand. Auch wenn wir den Sand verrühren, ist zu beobachten, dass sich nach einiger Zeit die Sandpartikel unten ablagern. Das ist dann unser „Sediment“ oder „Niederschlag“.

  Das Dekantieren folgt meist auf das Sedimentieren und besteht aus dem Abgießen der Flüssigkeit mit geringerer Dichte. Nachdem wir das Glas mit Wasser und Sand also eine Weile stehen haben lassen und sich der Sand am Boden abgesetzt hat, können wir das Wasser nun abgießen. Dekantieren ist sehr einfach und schnell, aber besonders genau und vollständig lässt sich dadurch ein Stoffgemisch leider nicht trennen.

  Deshalb wird zuletzt das Filtrieren angewendet. Hierbei handelt es sich um die Trennung eines nicht-löslichen Feststoffs von einer Flüssigkeit oder einem Gas durch Auffangen der Feststoffpartikel. Dazu verwendet man häufig einen Trichter mit einem Filterpapier mit einer bestimmten Porengröße, wodurch die Feststoffpartikel zurückgehalten werden und die Flüssigkeit in ein darunter stehendes Becherglas abfließen kann. Durch Dekantieren konnten wir den Sand nicht vollständig vom Wasser trennen. Deshalb schütten wir das verbleibende Stoffgemisch nun in einen Trichter mit Filter, der den Sand auffängt, das Wasser jedoch durchlässt.

• Beschreibe die drei Trennverfahren.

  Tipps

  Der Stoff mit der geringeren Dichte „schwimmt“ oben.

  Mit Hilfe von Vakuumpumpen wird durch Unterdruck die Flüssigkeit durch den Filter gesaugt.

  Lösung

  Das Sedimentieren ist das Absetzen eines Stoffes in einem Stoffgemisch. Dieser Prozess findet statt, weil einer der beiden Stoffe eine größere Dichte als der andere hat und sich somit unten ablagert. Dieses Trennverfahren kann durch Zentrifugieren beschleunigt werden.

  Das Dekantieren folgt meist auf das Sedimentieren und besteht aus dem Abgießen der Flüssigkeit, welche eine geringere Dichte hat. Dieses Trennverfahren braucht wenig Zeit, aber genau und vollständig lässt sich ein Stoffgemisch dadurch nicht trennen.

  Beim Filtrieren handelt es sich um das Trennen eines nicht-löslichen Feststoffs von einer Flüssigkeit oder einem Gas. Ist die Flüssigkeit vollständig durch den Trichter gelaufen, befindet sich im Becherglas das sogenannte Filtrat und im Filterpapier der Feststoff, der auch als Filterkuchen oder Niederschlag bezeichnet wird. Der Prozess der Filtration kann durch Vakuumpumpen beschleunigt werden.

• Nenne Haushaltstätigkeiten, bei denen man Trennverfahren anwendet.

  Tipps

  Es gibt zwei richtige Antworten.

  Überlege dir, wobei man einen Filter verwendet.

  Lösung

  Bei folgenden Haushaltstätigkeiten wird das Trennverfahren angewendet:

  • Tee zubereiten: Du gibst den Teebeutel ins heiße Wasser oder gießt heißes Wasser darüber. Das Wasser geht durch die Poren des Teebeutels, der Tee selbst bleibt in dem Beutel zurück. Der fertig zubereitete Tee ist das Filtrat, die zurückbleibenden Kräuter, die du entsorgst, der Niederschlag.

  • staubsaugen: Ein Staubsauger besitzt einen Filter. Dieser fängt den Staub und Dreck ein, den du aufsaugst. Die eingesaugte Luft kann jedoch entweichen. Da die Poren sehr fein sind, werden nicht nur grober Dreck, sondern auch kleinste Staubpartikel aufgefangen.

• Erkläre die Fachbegriffe.

  Tipps

  Emulsionen und Suspensionen sind Stoffgemische.

  Mit Hilfe der Zentrifugalkraft kann man Gemische schneller voneinander trennen.

  Lösung

  Eine Suspension ist ein Stoffgemisch aus einer flüssigen und einer festen Komponente,
  zum Beispiel Sand im Meerwasser.

  Eine Emulsion ist ein Stoffgemisch aus zwei flüssigen Komponenten,
  zum Beispiel Öl mit Wasser.

  Die Zentrifugation ist das Schleudern eines Stoffgemisches, um mit Hilfe der Zentrifugalkraft Gemische voneinander zu trennen,
  zum Beispiel in der Waschmaschine (das Wasser wird aus der Kleidung geschleudert).

  Der Filterkuchen ist der Feststoff, der beim Filtrieren im Filterpapier zurückbleibt,
  zum Beispiel die aufgebrühten Teekräuter.

  Das Filtrat ist die Flüssigkeit, die durch das Filterpapier läuft und darunter aufgefangen wird,
  zum Beispiel der aufgebrühte Tee.