Een scheidingstechniek of een scheidingsmethode is een techniek of een methode om een mengsel van verschillende stoffen te scheiden. Hierbij komen verschillende technieken aan de orde die er voor zorgen dat de bestandsdelen van het mengsel worden gescheiden in afzonderlijke fracties. Het scheiden van stoffen is niet eenvoudig. De afzonderlijke bestandsdelen moeten worden opgedeeld, dit houdt in dat de richting van de bestandsdelen verschillend moet zijn.
Zo kan bijvoorbeeld het ene bestandsdeel door de scheidingsmethode naar boven worden verplaatst en het andere bestandsdeel naar beneden. Er wordt hierbij gebruik gemaakt van verschillende krachten die het scheidingsproces moeten bewerkstelligen. Deze zogenoemde scheidende krachten zijn een drukveld, een zwaartekrachtveld en een chemisch potentiaalveld.
Waar worden scheidingmethodes toegepast?
Scheidingsmethodes worden onder andere toegepast in de scheikunde. Daarnaast worden scheidingsmethodes toegepast in de procestechnologie. Het woord ‘scheikunde’ maakt al duidelijk dat scheidingsmethodes een wezenlijk onderdeel vormen van de processen die in de scheikunde worden onderzocht.
Wat is het doel van scheidingsmethodes?
De redenen waarom men scheidingsmethodes gebruikt zijn verschillend. Zo kan men scheidingsmethodes gebruiken om zuiver stoffen te krijgen. Hierdoor kunnen de eigenschappen van de stoffen worden bestudeerd. Daarnaast kan men scheidingsmethodes toepassen om te onderzoeken welke hoeveelheden van elke stof zijn gebruikt in een bepaald mengsel. Het is ook mogelijk om doormiddel van scheidingstechnieken na te gaan wat de werkzame bestandsdelen zijn van een bepaald stofmengsel. Dit kan bijvoorbeeld interessant zijn voor het onderzoeken van medicijnen in de farmaceutische industrie. Een chemicus houdt zich in de praktijk bezig met het scheiden van stoffen uit mengsels. Hierdoor kan de chemicus de zuivere stoffen waaruit een mengsel bestaat in beeld krijgen en analyseren.
Het belangrijkste doel van scheidingsmethodes is dus het verkrijgen van afzonderlijke stoffen uit een mengsel. Ondanks de technieken die worden gebruikt voor het scheiden van stoffen is het niet altijd mogelijk om stoffen compleet van elkaar te scheiden. Over het algemeen treed er een bepaald evenwicht op. Hierdoor is een effectievere scheiding over het algemeen pas bereikt als er verschillende fasen van het scheidingsproces zijn afgerond.
Verschillende soorten scheidingsmethodes
De scheidingsmethodes die worden gebruikt zijn verschillend. De keuze van de scheidingsmethode is onder andere afhankelijk van de samenstelling en de stoffen die opgedeeld moeten worden. de scheidingsmethodes maken gebruik van de eigenschappen van de stof. Deze eigenschappen kunnen ingedeeld worden in chemische en fysische eigenschappen. Hieronder staan een aantal voorbeelden van scheidingsmethodes:
- Deeltjesgrootte zeven is een scheidingsmethode waarbij gebruik wordt gemaakt van een zeef die een bepaalde maaswijdte heeft. De deeltjes die door de maaswijdte heen passen vallen naar beneden. Deeltjes die groter zijn dan de maaswijdte blijven op de zeef liggen.
- Filtratie is een scheidingsmethode waarbij bepaalde deeltjes achter een filter blijven zitten en kleine deeltjes door de filter heen stromen.
- Adsorptie en oplosbaarheid is een scheidingproces dat gebruikt kan worden bij vloeistof- en gaschromatografie. Hierbij vindt de scheiding plaats op basis van polariteit, dit is het verschil in lading. De oplossing die gemeten moet worden wordt gespoten in een kolom. De kolom waarin de oplossing is geplaatst is aan de binnenkant bedekt met een apolaire of een polaire laag. De stoffen die in de kolom worden gebracht worden door deze laag gescheiden door hun polariteit. Als een apolaire stof is aangebracht langs de binnenkant van de kolom trekken de apolaire delen van een mengsel naar de wand van de kolom. Een polaire stof zal sneller uit de kolom stromen langs een detector dan een apolaire stof die naar de wand van de kolom wordt getrokken.
- Kookpuntverschillen kunnen ook leiden tot een scheidingsproces. Dit gebeurd onder andere bij destillatie. Hierbij maakt men gebruik van de verschillen tussen de kookpunten van chemische stoffen. Deze methode wordt onder andere gebruikt in een raffinaderij waarin verschillende chemische stoffen uit ruwe olie worden gesplitst in fracties zoals kerosine, benzine en stookolie.
- Dichtheid kan ook worden gebruikt als scheidingsproces. Hierbij kan onder andere gebruik worden gemaakt van centrifugeren. Grote zware delen van een mengsel worden daarbij gescheiden van kleinere en lichter delen die in het mengsel aanwezig zijn.
- Chemische reacties kunnen ook zorgen voor een scheidingsproces. Dit gebeurd onder andere bij waterontharding. Hierbij wordt gebruik gemaakt van een ionenwisselaar.