SCHEITRECHTER: KENMERKEN, WAAR HET VOOR IS EN VOORBEELDEN - CHEMIE - 2025

De trechter, peer of scheidingsampul is een glaswerk dat wordt gebruikt bij vloeistofextracties en -scheidingen. Het wordt herkend aan zijn eigenaardige omgekeerde kegelvorm. In laboratoria rust het op ijzeren ringen die aan de universele drager zijn bevestigd.

Omdat het een scheitrechter is, moet het per definitie scheiding mogelijk maken onder invloed van de zwaartekracht en zonder dat de rest van het mengsel wordt weggespoeld. Om dit te bereiken, moet er noodzakelijkerwijs (meestal) een vloeibaar tweefasensysteem zijn; dat wil zeggen gevormd door twee onmengbare vloeistoffen en van verschillende dichtheden.

Scheitrechter met geel tweefasensysteem. Bron: Markdegeus via Wikipedia.

In de afbeelding hierboven is er bijvoorbeeld een scheitrechter die wordt ondersteund door een ijzeren ring waarvan de randen zijn bedekt met een rubber. Binnenin bevat het een tweefasig mengsel van twee gele vloeistoffen; hoewel de kleur intenser is in de onderste fase dan die van de bovenste fase.

Dankzij deze trechter is het mogelijk om bepaalde opgeloste stoffen of analyten te extraheren uit watermonsters, of uit de oplossingen van de monsters van belang (bodem, as, plantmassa's, brandstoffen, enz.). Het dient ook om het concept van de verdeling van opgeloste stoffen tussen het grensvlak tussen twee niet-mengbare oplosmiddelen uit te leggen.

Functies van scheidingstrechter

Alleen al de afbeelding hierboven toont de belangrijkste kenmerken van de scheitrechter. Merk op dat het volume van het vloeibare mengsel veel minder is dan de capaciteit van de trechter. In feite wordt het altijd aanbevolen dat extracties geen volumes beslaan die groter zijn dan de helft van het totale volume van de trechter.

Als we meer in detail over de trechter gaan, hebben we onderaan de kraan (blauwachtige draad), waardoor de vloeistof door de glazen nek kan vallen. Hierboven hebben we de opening van de trechter afgesloten met een plastic plug; de stop kan echter ook van glas zijn met een geslepen afdichting.

Zowel de kraan als de dop kunnen worden ingevet om een ​​goede werking te garanderen. De sleutel moet zonder veel moeite draaien en er ook voor zorgen dat hij in gesloten toestand de onderste vloeistof niet doorlaat. Ondertussen moet de stop hermetisch afsluiten, goed genoeg zodat bij het schudden van de trechter de vloeistof niet van bovenaf ontsnapt.

Het voordeel van het omhullen van de ijzeren ring met een rubber is dat er geen krassen op het glas van de trechter komen bij het vasthouden.

Waar is het voor?

De scheitrechter wordt in principe slechts voor twee doeleinden gebruikt: om opgeloste stoffen uit monsters te extraheren zonder andere ongewenste opgeloste stoffen mee te nemen, of om niet-mengbare vloeistoffen direct te scheiden.

De methodologie van beide processen is op zichzelf hetzelfde: een vloeibaar mengsel, eerder verkregen uit het monster, wordt in de scheitrechter geplaatst en een of twee oplosmiddelen worden toegevoegd. Dit om een ​​eenvoudig te scheiden tweefasensysteem te creëren.

Vervolgens scheiden we de twee vloeistoffen en wetende dat onze opgeloste stof of analyt beter oplosbaar is in een van de twee fasen (lager of hoger), wordt de ene verzameld terwijl de andere wordt weggegooid. De onderste fase heeft een hogere dichtheid, dus wordt deze afgevoerd door de kraan te openen; terwijl de bovenste fase wordt verkregen door de opening van de trechter door de dop te verwijderen.

Vervolgens worden, met de betreffende fase, aliquots genomen om chromatografische of spectroscopische analyse, verzuring, precipitatiereacties uit te voeren, of het wordt eenvoudigweg onderworpen aan verwarming om het oplosmiddel te verdampen en de resterende vaste stof terug te winnen: de opgeloste stof (onzuiver).

Hoe te gebruiken

De trechter schudden

Hoewel de exacte methodologie varieert afhankelijk van de analyse, het monster, het type analyt en de gebruikte oplosmiddelen, is de manier waarop de scheitrechter wordt gebruikt bijna altijd dezelfde.

Houd de trechter zorgvuldig in de ijzeren ring geklemd en zorg ervoor dat de kraan gesloten is, en vul hem met het mengsel waaraan de extractiemiddelen zijn toegevoegd. Het wordt afgedekt en geschud om te garanderen dat de opgeloste stof in het mengsel een wisselwerking heeft met het oplosmiddel dat we later willen decanteren.

Tijdens het roeren, wat meestal gebeurt in een kap en door de trechter herhaaldelijk van het lichaam weg te kantelen, is het belangrijk om de kraan te openen om de interne dampdruk te laten ontsnappen.

Deze dampspanning is gedeeltelijk te wijten aan het feit dat de extracties meestal worden uitgevoerd met zeer vluchtige oplosmiddelen, zodat de hoge drukken van hun dampen het glas van de trechter kunnen doen barsten en degenen die ermee werken pijn kunnen doen.

Fase-extractie

De trechter mag rusten totdat twee goed gedefinieerde fasen verschijnen. Als we geïnteresseerd zijn in de onderste fase, openen we de kraan en verzamelen deze in een container. We voegen meer oplosmiddel toe aan de trechter en herhalen het roeren om vervolgens opnieuw te extraheren. Op deze manier zorgen we ervoor dat de grootste hoeveelheid opgeloste stof wordt onttrokken.

Als we ondertussen geïnteresseerd zijn in de bovenste fase, gooien we de onderste fase weg door de kraan te openen en wordt de bovenste fase gedecanteerd door de opening van de trechter. De onderste fase wordt teruggevoerd naar de trechter en er wordt weer meer oplosmiddel aan toegevoegd om verschillende extracties te herhalen.

Kortom: het wordt geroerd, we laten de dampdruk los, laten rusten en decanteren. In de fase van interesse hebben we de opgeloste stof die uit het monster is geëxtraheerd. Het wordt aanbevolen om meerdere extracties uit te voeren met een laag volume oplosmiddel.

De volgende video toont een experiment met een scheitrechter:

Gebruiksvoorbeelden

Enkele algemene voorbeelden van het gebruik van de scheitrechter worden hieronder vermeld:

-Extractie van organische verbindingen opgelost in water door toevoeging van organische en apolaire oplosmiddelen, wat van groot belang is om de waterkwaliteit te beoordelen of een bron van verontreiniging op te sporen

-Extracties van analyten uit fijngemalen plantmateriaal, zodat sommige beter oplosbaar zijn in de bovenste fase en andere in de onderste fase.

-Scheid twee niet-mengbare vloeistoffen in voldoende hoeveelheden zodat twee fasen worden gedefinieerd, en voeg ook een soort toe om de gevormde emulsies te destabiliseren

Waterige extracties van jodium met dichloormethaan, dit is een van de meest voorkomende praktijken in onderwijslaboratoria

-Extracties van essences of oliën om tegelijkertijd hun gehalte aan zouten en andere oplosbare verbindingen in de waterfase te verwijderen (wat meestal de lagere fase is vanwege de hogere dichtheid)

Referenties

1. Scheitrechter: voorbereiding voor het gebruik van de scheitrechter. Opgehaald van: dept.harpercollege.edu
2. Elsevier BV (2020). Scheidingstrechter. ScienceDirect. Hersteld van: sciencedirect.com
3. K. Gable. (2020). Gebruik van een scheitrechter. Oregon State University. Hersteld van: sites.science.oregonstate.edu
4. Wikipedia. (2020). Scheidingstrechter. Hersteld van: en.wikipedia.org
5. Yuraima Registreren. (2018). Scheidtrechter. Hersteld van: iquimicas.com