scheidingsmechanisme

Een scheidingsmechanisme is het onderliggende principe waardoor componenten van een mengsel uit elkaar kunnen worden gehaald. Het is gebaseerd op verschillen in fysisch-chemische eigenschappen zoals kookpunt, oplosbaarheid, affiniteit voor een fase, moleculaire grootte of lading. Afhankelijk van de toepassing kunnen meerdere mechanismen tegelijk optreden of opeenvolgend worden toegepast.

Distillatie maakt gebruik van verschillen in vluchtigheid tussen stoffen. Bij verwarming verdampen componenten met een lager kookpunt eerder, waarna ze kunnen condenseren en apart verzameld worden. De methode vereist doorgaans een gecontroleerde temperatuurregeling en kan stap voor stap tot zuivering leiden; azeotropen kunnen hierbij een complicatie vormen.

Extractie berustre op verschil in oplosbaarheid of affiniteit tussen twee niet mengbare fasen. Een stof verdeelt zich volgens een verdelingscoëfficiënt tussen de fasen; door aanpassingen in temperatuur, pH of ionsterkte kan de scheiding worden vergroot of verkleind.

Filtratie en sedimentatie onderscheiden zich in dat filtratie vooral deeltjes afscheidt op basis van grootte via een filter, terwijl sedimentatie deeltjes laat bezinken onder zwaartekracht of centrifugale kracht. Centrifugatie versnelt dit proces door hoge rotatiesnelheden.

Kristallisatie en neerslag berusten op oplosbaarheidsverschillen en supersaturatie. Door veranderingen in temperatuur, oplosmiddelkeuze of additionele stoffen kunnen opgeloste stoffen kristalliseren of uit de oplossing neerslaan.

Chromatografie en adsorptie berusten op differentiële interacties met een stationaire fase of adsorbens. Componenten worden verdeeld volgens retentie- of bindingskrachten, wat leidt tot scheiding bij elutie of desorptie. Ionenwisseling en affiniteitsscheiding vormen varianten hiervan.

Membranscheiding omvat processen zoals filtratie via poriën en omgekeerde osmose, met selectieve permeabiliteit door membranen. Elektroforese en andere elektrokinetische methoden gebruiken elektrische velden om geladen deeltjes te scheiden.

Toepassingen zijn onder meer analytische chemie, farmacie, voeding, waterzuivering en de petrochemie. Belangrijke overwegingen bij het kiezen van een scheidingsmechanisme zijn zuiverheid, rendement, kosten en compatibiliteit met overige ingrediënten.