Wat is scheidingstechniek en wat zijn scheidingsmethodes?

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.

Wat is het technasium en wat leer je op het technasium?

De techniek krijgt meer aandacht in Nederland. Niet alleen bedrijven maar ook scholen zijn zich er van bewust dat de techniek voor Nederland een belangrijke sector moet worden om de concurrentiepositie van het land te verbeteren ten opzichte van andere landen op de wereldmarkt. Hoger technisch opgeleiden zoals ingenieurs, constructeurs en engineers zijn voor de toekomst van Nederland  in de techniek erg belangrijk. In 2004 hebben vijf scholen in de provincie Groningen een project gestart om op Havoniveau de technische kennis van leerlingen te verdiepen. Dit project werd door veel scholen in Nederland met belangstelling gevolgd. Uiteindelijk is uit het project in Groningen een nieuwe onderwijsvorm ontwikkeld. Deze onderwijsvorm heeft de naam technasium. Inmiddels bieden meer dan zestig scholen in Nederland de onderwijsvorm technasium aan hun leerlingen.

Wat leer je op het technasium?
Leerlingen die kiezen voor een opleiding technasium maken meestal een bewuste keuze voor de techniek. Technasium is op havo/ vwo-niveau. Op het technasium staan de bètavakken centraal. Deze vakken bestaan uit verschillende exacte wetenschappen. Deze bètavakken of bètawetenschappen vormen belangrijke basiskennis voor veel technische beroepen. Met name in de hogere technische beroepen is een goede basiskennis van deze vakken van groot belang.  Bij het technasium wordt ook veel aandacht besteed aan onderzoeken en ontwerpen. Dit wordt ook wel afgekort met (O&O). Aan het einde de opleiding aan het technasium dienen leerlingen het examen te volgen. Hierin is ook het examenvak onderzoeken en ontwerpen opgenomen. Dit geeft aan hoeveel waarde wordt gehecht aan onderzoeken en ontwerpen in de opleiding aan het technasium. Het wordt aanbevolen dat leerlingen tussen de 4 tot 6 uur per week aan onderzoeken en ontwerpen moeten besteden. Dit is echter een richtlijn, scholen hebben een bepaalde vrijheid om de vakken zelf in te delen op het technasium.

Waarom is onderzoeken en ontwerpen belangrijk?
Technasiums besteden veel aandacht aan onderzoeken en ontwerpen. Dit is niet voor niets. Het is belangrijk dat leerlingen goed leren nieuwe oplossingen te bedenken en nieuwe ontwerpen te maken. Daarbij komt naast ontwerpen ook veel onderzoek aan de orde. In bètavakken wordt een belangrijke basiskennis geleerd die nodig is voor het vak O&O. Als leerlingen het technasium met succes hebben afgerond zijn ze meestal nog niet klaar. Ze kunnen na het technasium verschillende opleidingen volgen op hbo en wettenschappelijk niveau. In deze hogere beroepsopleidingen en wetenschappelijke opleidingen wordt ook veel aandacht besteed aan onderzoeken en ontwerpen. De technici van Nederland moeten nieuwe producten kunnen bedenken en ontwerpen. Innovatie en vindingrijkheid staan hierbij centraal. Daarbij moet uiteraard de deugdelijkheid en veiligheid niet uit het oog worden verloren. Met nieuwe oplossingen kunnen nieuwe producten op de markt worden gebracht. Hoogwaardige technische innovatie zorgt er voor dat Nederland weer meetelt als technisch land in de wereld. Voor de hoger opgeleide technici in Nederland is veel werk te vinden. Andere landen zitten echter ook niet stil. De concurrentie op de wereldmarkt neemt toe. Door het volgen van een technische opleiding zoals het technasium leggen leerlingen een belangrijke basis voor hun toekomst in de techniek.

Wat zijn bèta vakken en waarom zijn bètavakken belangrijk voor technisch werk?

Bèta vakken wordt ook wel aan elkaar geschreven als bètavakken. Het is een categorie vakken die tot de exacte wetenschap behoren. Deze vakken behoren tot de exacte wetenschap omdat ze gebaseerd zijn op de wetten van de natuur en wiskundige modellen. Tot de bètavakken behoren onder andere wiskunde, natuurkunde en scheikunde. Er zijn echter nog meer vakken die tot de bètavakken gerekend kunnen worden. De vorm en inhoud van de bètavakken wordt meestal aangepast aan de opleidingsrichting waarin het bètavak wordt gegeven.

Exacte wetenschappen
In bètavakken leren studenten en leerlingen verschillende exacte wetenschappen. Exacte wetenschappen worden in Nederland ook wel bètawetenschappen genoemd. In deze vakken wordt aandacht besteed aan wiskundige modellen en wordt gekeken naar de formele logica. Doormiddel van experimenten in bijvoorbeeld scheikunde kunnen bepaalde testen of toetsen worden gedaan.  Er zijn verschillende bètavakken. De keuze van de bètavakken is afhankelijk van de studierichting. Daarnaast kan in bètavakken ook aandacht worden besteed aan specifieke aspecten voor een bepaald vakgebied. Hierdoor kan bijvoorbeeld iemand die leert voor piloot in bètavakken specifieke theorieën leren die van pas komen bij de luchtvaart of luchtvaarttechniek. Iemand die leert voor een beroep als bouwkundig ingenieur zal tijdens de opleiding meer kennis uit bètavakken halen die gericht is op constructies.

Waarom zijn bètavakken belangrijk voor de techniek?
Bètavakken zijn belangrijk voor veel technische functies. Wiskunde kan bijvoorbeeld worden gebruikt voor het berekenen van hoeken. Dit komt aan de orde wanneer technische tekeningen moeten worden gemaakt. De natuurkunde levert weer andere kennis aan de techneut. Hierbij kan onder andere aandacht worden besteed aan de krachten die op een constructie worden uitgeoefend. Een lastechnicus of een metallurg zullen behoefte hebben aan scheikundige kennis. Hierbij kan bijvoorbeeld onderzocht worden hoe metalen op elkaar reageren en met welk soort gas gelast moet worden.  Bètavakken zijn daarom voor veel technici een belangrijke basis. Andere vakken kunnen gebaseerd zijn op de aspecten en wetten die uit de bètavakken zijn aangeleerd. Metaaltechniek, werktuigbouwkunde, elektrotechniek, elektronica , bouwtechniek, mechatronica en vele andere technische vakgebieden behandelen kennis die in de bètavakken wordt aangeleerd. Daarom moeten leerlingen of studenten die een technische opleiding doen in vrijwel alle gevallen ook bètavakken volgen.