Frage von ingenious, 25

Was ist der Unterschied zwischen Mitfällung und fraktionierter Kristallisation?

Auf dem Weg der Entdeckung der Kernspaltung verwendeten Lise Meitner und Otto Hahn diese zwei Methoden. Ich verstehe aber nicht recht den Unterschied zwischen diesen zwei. Hoffe ihr wisst was dazu lg

Hilfreichste Antwort - ausgezeichnet vom Fragesteller
von indiachinacook, Community-Experte für Chemie, 13

Du weißt, was eine Fällung ist. Wenn Du z.B. eine BaCl₂-Lösung mit Carbonat versetzt, dann kriegst Du einen Niederschlag von BaCO₃. Dabei fällt nicht alles Barium aus, ein kleiner Teil bleibt natürlich in Lösung.

Radium hat so ziemlich dieselben chemischen Eigenschaften wie Barium. Wenn Du aber sehr wenig Radium in der Suppe hast, wird Dir das Ausfällen nicht gelingen, wegen der Res­tlöslich­keit von RaCO₃ (und anderer Probleme, die mit der hohen Ver­dünnung zusammenhängen).

Wenn Du aber Deine Radiumlösung mit Barium versetzt und das BaCO₃ aus­fällst, dann kann es das RaCO₃ „mit­neh­men“. Das nennt man „Mit­fäl­lung“, und man benutzt es gerne, um das Radium auf­zukon­zentrie­ren. Statt besten­falls Tausendstel­prozent Radium in der Lösung hat man dann Zehntel­­prozent in dem BaCO₃/RaCO₃-Niederschlag.

Natürlich will das immer noch voneinander getrennt werden. Damals hat man die sehr lang­wierige und arbeits­intensive Methode der fraktionierten Kristal­lisa­tion ver­wendet (heute gibt es dafür Chromato­graphie). Dazu würde man den Nieder­schlag in HCl oder HNO₃ auf­lösen, die Lösung heiß ein­engen und ab­kühlen lassen. Dann kristal­lisiert eines der beiden Salze (z.B. RaCl₂ oder BaCl₂) zuerst aus (ge­wöhn­lich das, von dem mehr da ist, aber das hängt auch von der relativen Lös­lich­keit ab). Wenn man das geschickt macht und den Vorgang oft wieder­holt, kann man die Komponente, die einen Interessiert, immer weiter anreichern bis sie praktisch rein ist.

Antwort
von Kajjo, 10
  • Die beiden Prozesse stellen grob gesehen das Gegenteil voneinander dar. Beiden Prozesse gemeinsam ist, dass man aus einer Lösung einen unlöslichen Stoff ausfällt. Der Unterschied besteht darin, ob man bei der Mitfällung mit einem riesigen Überschuss Fällungsmittel plötzlich alles ausfällt oder umgekehrt bei der Fraktionierung an der Grenze der eintretenden Unlöslichkeit so gerade eben ein klein wenig ausfällt.
  • Bei der Mitfällung verwendet man einen riesigen Überschuss des Fällungsmittels und fällt alle enthaltene Ionen, die eine unlösliche Verbindung eingehen können, schlagartig aus. Das gewünschte, nur in Spuren enthaltene Element wird dabei mitgerissen und sozusagen versehentlich mit in das Kristallgitter der Überschussverbindung eingebaut. Auf diese Art geht wenig des gewünschten Elements verloren, es befindet sich jedoch weiterhin in großem Überschuss des anderen Elements. Vorteilhaft ist diese Methode nur dann, wenn bei diesem Schritt noch andere, nämlich lösliche Elemente abgetrennt werden. Dann hat man das Problem immerhin von vielen Stoffen auf z.B. zwei Stoffe reduziert.
  • Bei der fraktionierten Kristallisation nähert man sich z.B. durch Eindampfen, ganz allmählich dem Punkt des Ausfallens und trennt nur einen kleinen Bruchteil ab. Das meiste bleibt in Lösung. Der gewonnene Bruchteil jedoch enthält anteilig bedeutend mehr des gewünschten Elements als die Ausgangslösung. Dies funktioniert natürlich nur, wenn das gewünschte Element als erstes kristallisiert.

https://de.wikipedia.org/wiki/Entdeckung_der_Kernspaltung#Die_Abtrennung_durch_M...

Antwort
von jobul, 6

Mitfällung bedeutet, dass ein Stoff neben anderen ausgefällt wird. Häufig werden bei chemischen  (Nass-)Analysen zunächst mehrere Ionen gleichzeitig ausgefällt (Gruppenfällung). Die Fällung kann dabei amorph und/oder kristallin sein. Bei der fraktionierten Kristallisation  werden Ionen mit ähnlicher Löslichkeit getrennt, indem man die Fällungsbedingungen so wählt, dass der gesuchte Stoff überwiegend auskristallisiert und man diesen Vorgang so oft mit den gewonnenen Fraktionen wiederholt, bis man ihn hinreichend rein erhält.

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