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Chemie für Mediziner: Heterogene Gleichgewichte

Trennverfahren aufgrund von Phasenumwandlungen

Abb.1

Die Abbildungen zeigen einige der wichtigsten Trennverfahren, die auf Phasenumwandlungen beruhen.

  • Bei der Destillation wird bis zum Sieden erhitzt und der entstandene Dampf anschließend in einem Kühler kondensiert. Die leichter verdampfbare Komponente (also diejenige mit dem niedrigeren Siedepunkt) wird dabei im Kondensat angereichert.
  • Auch Unterschiede im Schmelzpunkt oder eine Abnahme der Löslichkeit bei Temperaturänderung kann zur Trennung dienen. Beim Abkühlen kristallisiert die Substanz mit dem höheren Schmelzpunkt als erste aus, diese kann man dadurch ausfrieren. Eine andere Möglichkeit ist, das Lösungsmittel langsam verdunsten zu lassen. Die Verbindung mit der geringeren Löslichkeit wird als erste auskristallisieren.
  • Einige Feststoffe gehen bei Standardbedingungen direkt in die Gasphase über, ohne vorher zu schmelzen: sie sublimieren. Dieses Verhalten kann zur Stofftrennung ausgenutzt werden.
  • Bei der Gefriertrocknung wird die Probe zunächst eingefroren. Nun wird ein Hochvakuum angelegt, das Lösungsmittel sublimiert. Dieses Verfahren ist sehr schonend und wird daher zum Entzug von Wasser aus Lebensmitteln (Instant-Produkte) und aus biologischen Proben (Blutplasma, Seren, Bakterien- und Hefekulturen) verwendet. Stoffwechselvorgänge kommen zum Stillstand, die Zellen werden jedoch dabei kaum geschädigt. Kulturen bleiben über Jahre vermehrungsfähig (und ggf. auch infektiös!). Bei Lebensmitteln bleiben über 95% der Vitamine, Farb- und Aromastoffe erhalten.
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