Trennverfahren in der Chemie sicher beherrschen

Trennverfahren verstehen: Stoffgemische sauber trennen

Trennverfahren nutzen die unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften der Stoffe in einem Gemisch. Filtration trennt feste von flüssigen Bestandteilen anhand der Teilchengröße: Ein Filter hält ungelöste Feststoffe (den Rückstand) zurück, während die Flüssigkeit als Filtrat durchläuft. Wichtig zu wissen: Gelöste Stoffe wie Salz in Salzwasser passieren den Filter – Filtration ist daher ungeeignet, um gelöste Substanzen abzutrennen. Dafür braucht man Destillation, bei der die Flüssigkeit verdampft und als Destillat kondensiert wird.

Destillation beruht auf unterschiedlichen Siedepunkten. Beim einfachen Destillieren trennt man eine Flüssigkeit von gelösten Feststoffen, etwa Wasser von Salz. Bei Stoffen mit nah beieinander liegenden Siedepunkten, wie den Bestandteilen von Rohöl, verwendet man die fraktionierte Destillation mit einer Rektifikationssäule, in der die Dämpfe mehrfach kondensieren und wieder verdampfen. Ein häufiger Fehler ist die Annahme, Destillation zerstöre die Stoffe – in Wirklichkeit bleiben beide Komponenten erhalten, nur räumlich getrennt.

Weitere wichtige Verfahren sind die Chromatographie und die Extraktion. Bei der Papierchromatographie wandern Stoffe mit dem Laufmittel unterschiedlich weit, weil sie unterschiedlich stark an der stationären Phase haften und sich unterschiedlich gut lösen – das erlaubt die Trennung von Farbstoffen oder Tinten. Extraktion nutzt die unterschiedliche Löslichkeit in zwei nicht mischbaren Flüssigkeiten. Häufig verwechselt werden Extraktion (Stoff wird in ein Lösungsmittel überführt) und Filtration (Feststoff wird mechanisch abgetrennt). Wer diese Prinzipien klar unterscheiden kann, erkennt schnell, welches Verfahren für welches Gemisch passt.