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Jogurthbecher Recycling |
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Versuch
Nr.005
Bewertung / Schwierigkeitsgrad:
Zeitaufwand: 30-60 Minuten |
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Ziel:
In diesem Versuch wird das reine Polystyren, aus dem
zum Beispiel Joghurtbecher bestehen, in einer Destillation wiedergewonnen. |
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Geräte:
Schere, eine 250ml und zwei 500-mL-Schraubdeckelflaschen, Filtriertrichter
und dazu passendes Faltenfilterpapier, 500-mL-Einhalskolben, Rührfisch,
Destillationsbrücke mit Thermometer und 250-mL-Kolben als Vorlage,
Wasserschläuche, Ölbad, Magnetheizrührer, 250-mL-Schütteltrichter.
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Chemikalien:
Joghurtbecher aus Polystyren, Toluen (Toluol), dest. Wasser
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Sicherheitshinweise:
Toluen (Toluol) (C6H5CH3):F,Xn
R11-20 S16-25-29-33
F
Xn
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Einverständniserklärung:
Hiermit erklären Sie sich bereit den folgenden Versuch unter
eigener Verantwortung
und nur mit ausreichendem chemischen Wissen und geeigneten Schutzvorrichtungen
durchzuführen!
Der Autor kann für jegliche Personen- und Sachschäden
durch mögliche Fehlversuche nicht haftbar gemacht werden. (siehe
Sicherheitscheck bzw. Disclaimer) |
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Versuchsanleitung:
10 g eines in kleine Stücke geschnittenen Joghurtbechers werden
in 100 mL Toluen gegeben. Nachdem sich das Polymer gelöst hat
(Dauer 2-3 Stunden), wird von den ungelösten Farbstoffen abfiltriert.
Das Filtrat läßt man direkt in einen 500-mL-Kolben mit
Rührfisch ablaufen und dispergiert es in 200 mL Wasser. Es
wird eine Destillationsbrücke aufgesetzt und mit einem Ölbad
geheizt Zunächst destilliert zwischen 85 und 90 °C ein
Wasser/Toluen-Azeotrop ab, schließlich noch etwas reines Wasser
(Anstieg der Dampftemperatur auf 100 °C). Dann bricht man die
Destillation ab.
In der Vorlage
hat sich das Toluen vom Wasser abgeschieden. Um das Gemisch sauber
zu trennen, wird es in einen Schütteltrichter gegeben. Die
untere, wäßrige Phase wird in eine Schraubdeckelflasche
abgelassen und gesammelt. Da sie mit etwas gelöstem Toluen
organisch belastet ist, darf sie nicht weggeschüttet werden
und muss zu den flüssigen organischen Abfällen gegeben
werden. Das Toluen wird in einer anderen Schraubdeckelflasche gesammelt.
Es braucht nicht getrocknet zu werden und kann für weitere
Versuche wiederbenutzt werden. Im Destillationskolben schwimmt das
agglomerierte (ausgeflockte) Polystyren im überschüssigen
Wasser. Das Wasser wird in das Sammelgefäß abdekantiert,
das weiße Polystyren an der Luft oder schneller im Trockenschrank
bei 70 °C getrocknet.
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Entsorgung:
(siehe auch Entsorgungsmaßnahmen)
Das azeotrop abdestillierte
Toluen wird für andere Versuche aufgehoben. Damit fallen bei
dem Versuch keine Abfälle an.
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Erklärung
/ Hintergrund:
Der Joghurtbecher wird in Toluen gebracht, worin sich das Grundpolymer
löst, die aufgedruckten Faben jedoch unlöslich sind. Nach
Filtration erhält man eine farblose Polystyrenlösung.
Diese wird in Wasser dispergiert und die Dispersion destilliert.
Ein Wasser/Toluen-Azeotrop geht über, wodurch dem Polystyren
das Lösungsmittel entzogen wird, so daß es agglomeriert
und im Destillationskolben zusammen mit dem überschüssigen
Wasser zurückbleibt und isoliert werden kann.
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Sonstiges:
Der Versuch läßt sich gut in eine Unterrichtseinheit
über Kunststoffrecycling integrieren. Als zusätzlichen
Lerninhalt vermittelt er die azeotrope Destillation.
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