In der Chemie gibt es für jeden Aggregatzustand eines Stoffes einen Fachbegriff, ebenso wie für Stoffgemische verschiedener Zustände. Egal, ob fest in flüssig, flüssig in gasförmig oder auch gasförmig in fest – die passende Begrifflichkeit existiert. Eine chemische Bezeichnung, die Dir zur erfolgreichen Kommunikation über Experimente und Gegebenheiten in der Chemie bekannt sein sollte, ist die Suspension.
Definition Suspension
Die genaue Definition einer Suspension findest Du im folgenden:
Eine Suspension ist ein Stoffgemisch aus einem Feststoff, der sich fein verteilt in einer flüssigen Phase befindet. Das betroffene Stoffgemisch muss heterogen sein.
Suspension einfach erklärt
Einfach erklärt bedeutet das, dass sich bei einer Suspension der Feststoff in einer Flüssigkeit befindet, ohne sich dabei zu lösen. Du kannst Dir das vorstellen, wie Sandkörner, die in ein Glas Wasser geworfen werden. Diese Eigenschaft der Suspension bezeichnet man als heterogen, da die beiden unterschiedlichen Phasen (fest und flüssig) nicht zu ein und derselben werden, sondern getrennt bleiben.
Suspension Beispiele
Zum besseren Verständnis wirst Du im folgenden einige Beispiele für eine Suspension kennenlernen:
| Suspension | feste Partikel | flüssige Phase |
| Schlamm | Erde/Lehm | Wasser |
| Scheuermilch | Scheuerpartikel | Lösungsmittel |
| Blut | Blutzellen | Blutplasma |
| frisch gepresster Orangensaft | Fruchtfleisch | Saft |
| Treibsand | Sand | Wasser |
| Wasserfarbe | Pigmente | Wasser |
Tabelle 1: Beispiele von Suspensionen.
Suspensionen in der Natur, bei denen die flüssige Phase Wasser ist, werden auch als Aufschlämmungen bezeichnet. Sie können – je nach Größe der Feststoff-Partikel in unterschiedliche Kategorien eingeteilt werden.
- < 1 nm: Molekulardispersion
- < 1 µm: Dispersion
- 1 µm - 100 µm: "feine" Suspension
- 0,1 mm - 1 mm: "grobe" Suspension
Suspension Trennverfahren
Nicht immer sind Suspensionen erwünscht – oft braucht man nur eine der Phasen und muss sie daher durch ein Trennverfahren von der unerwünschten Phase trennen.
Suspension Sedimentation
Für viele Suspensionen ist die Sedimentation wohl die einfachste Möglichkeit zur Trennung. Wenn die festen Partikel der Suspension groß/schwer genug sind und die Suspension über einen Zeitraum in Ruhe stehen gelassen wird, sinken die festen Partikel auf den Boden.
Das ist auch einer der Unterschiede zwischen einer Suspension und einer Lösung: da die Partikel in einer Lösung gelöst in der Flüssigkeit vorliegen, sinken auch keine Partikel ab.
Je größer und schwerer die Feststoff-Partikel der Suspension dabei sind, desto schneller schreitet die Sedimentation voran.
Auf Flaschen mit gepresstem Orangensaft wird auf dem Etikett angemerkt, dass Du sie vor dem Gebrauch schütteln sollst. Das liegt daran, dass die Fruchtfleischstückchen im Rahmen der Sedimentation zu Boden sinken, wenn die Flasche länger in einer Position steht. Durch das Schütteln der Flasche werden die Stückchen wieder aufgewirbelt, sodass Du sie mittrinken kannst.
Sollen der Feststoff und die flüssige Phase der Suspension anschließend auch räumlich voneinander getrennt werden, kann dies durch Dekantieren erledigt werden. Dabei wird die Flüssigkeit ganz langsam und vorsichtig abgegossen, ohne dass die sedimentierten Partikel aufgewirbelt werden.
Was aber machst Du, wenn die festen Partikel in der Suspension so klein sind, dass sie eine Ewigkeit benötigen würden, um zu Boden zu sinken?
Suspension Zentrifugation
Die Zentrifugation kannst Du als eine Sedimentation ansehen, der ein wenig nachgeholfen wird. Mithilfe einer Zentrifuge wird eine Suspension dabei so schnell im Kreis geschleudert, dass die festen Partikel auf den Boden des Gefäßes gedrückt werden.
Dieser Effekt tritt aufgrund der Zentrifugalkraft ein, die der Zentrifuge ihren Namen gegeben hat. Die Zentrifugalkraft tritt auf, wenn ein Gegenstand mit genügend hoher Geschwindigkeit um eine Achse gedreht wird und ist von der Achse aus nach außen gerichtet.
Du kannst die Zentrifugalkraft zum Beispiel an einem Kettenkarussell beobachten: Die Sitze an langen Ketten werden zunehmend nach außen gedrückt, sobald das Karussell an Fahrt aufnimmt. Dasselbe passiert mit Proben in einer Zentrifuge.
Abbildung 2: Kettenkarussell bei voller Fahrt.
Die Trennung der Phasen einer Suspension erfolgt durch eine Zentrifugation schneller, als wenn die Sedimentation nur abgewartet wird.
Suspension Filtration
Bei einer Filtration wird die Suspension durch einen Filter oder ein Sieb laufen gelassen. Dabei ist es wichtig, zu beachten, dass die Maschen kleiner sind als die Partikel, die aus der Suspension herausgefiltert werden sollen, ansonsten würden sie nicht zurückgehalten werden.
Suspension – Das Wichtigste
- Suspension Definition: Eine Suspension ist ein heterogenes Stoffgemisch, bei dem sich ein Feststoff in einer flüssigen Phase befindet.
- Suspension einfach erklärt: Bei einer Suspension befinden sich Feststoff-Partikel in fein verteilt in einer Flüssigkeit, ohne sich in ihr zu lösen.
- Suspension Trennverfahren: Es gibt folgende Möglichkeiten, den Feststoff von der Flüssigkeit zu trennen:
- Sedimentation + Dekantieren: Partikel sinken mit der Zeit zu Boden und die Flüssigkeit wird abgegossen.
- Sedimentation wird durch eine Zentrifuge beschleunigt.
- Filtration: Sieb oder Filter hält feste Partikel zurück.
Nachweise
- Abb. 2: "Chairoplane sombrero with people attached!" (https://www.flickr.com/photos/35237099476@N01/208265221) von Simon P (https://www.flickr.com/photos/minor9th/) ist lizenziert durch CC BY-ND 2.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-nd/2.0/).
- Gerhart Jander, Ewald Blasius (1983). Lehrbuch der analytischen und präparativen anorganischen Chemie. Mit Ausnahme der quantitativen Analyse. S Hirzel Verlag Stuttgart.
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