Karışımların Ayrıştırılması Kimya Dersi Konu Anlatımı

Karışımların Ayrılması

A) Tanecik Boyutu Farkından Yararlanılarak Ayırma Yöntemleri

1) Ayıklama : Tanecik boyutları, şekilleri, vb. özellikleri farklı olan maddelerin oluşturduğu heterojen katı-katı karışımlarını ayırmada kullanılır.
• Mıknatısla ayırma da bir ayıklama yöntemidir.
• Nohutun, fasulyenin, kahve tanelerinin ayrılmasında kullanılır.

2) Eleme : Katı-katı heterojen karışımlarını bileşenlerine ayırmak için tanecik boyutu farkından yararlanılarak yapılan işlemdir.
• Eleme işleminde kullanılan araçlara “elek” denir.
• Çakıl taşlarının ince kumdan ayrılmasında kullanılır.
• Unun yabancı maddelerden ayrılmasında kullanılır.
• Bakliyatlar paketlenmeden önce elenerek boyutlarına göre ayrılırlar.

3) Süzme : Katının sıvı içinde dağılmasıyla oluşan heterojen karışımları bileşenlerine ayırmada kullanılır.
• Çay posasını ayırmada süzgeç, makarnayı süzerken kevgir, laboratuarda ise süzgeç kağıdı kullanılır.
• Süzme yöntemi sadece heterojen katı-sıvı karışımlarını ayırmak için değil, katı-gaz karışımlarını ayırmak için de kullanılır. Örn : toz maskeleri, gaz maskeleri, arabadaki hava filtresi, fabrika bacalarındaki hava filtresi…
• Naftalin-su ve tebeşir tozu-su karışımlarının da ayrılmasında kullanılır.
• Araba motorundaki parçaları süzmede de kullanılır.

4) Diyaliz : Sıvı-katı heterojen karışımlarda katı, süzgeç kağıdından geçebilecek kadar küçük ise süzme ile ayrılamayacağı için santrifüjleme yapılır. Santrifüjleme ile sonuç alınamayan koloidal maddeler için diyaliz yöntemi kullanılır. Diyaliz; koloit karışımların gözenekli zarlardan geçebilmesi temeline dayanan çözümleme ve arıtma yöntemidir.
• Yarı geçirgen bir zar kullanılır.
• Diyaliz makinesiyle kanın temizlenmesi buna örnektir.

B) Yoğunluk Farkından Yararlanılarak Ayırma Yöntemleri

• Farklı iki katı maddeden oluşan bir karışımı ayırmak için, bu karışımın üzerine bileşenlerle etkileşmeyen ve yoğunluğu bileşenlerin yoğunluk değerleri arasında olan bir sıvı eklenir.
• Yoğunlukları farklı ve birbiri içinde çözünmeyen sıvı-sıvı karışımlarının ayrılmasında ayırma hunisi kullanılır.
• Sütün üzerindeki kaymağın ayrılması yoğunluk farkından yararlanılarak olur.

1) Çöktürme : İki çözelti birbirine karıştırıldığında çözeltideki iyonların birbirleriyle tepkime vererek suda çözünmeyen katı oluşturmasına çökme, oluşan katıya çökelek, yapılan işleme ise çöktürme denir.
• Suyun arıtılmasında, içme suyundan demirin uzaklaştırılmasında, atık sulardan fosfatların uzaklaştırılmasında kullanılır.
• Laboratuarda çöktürme işlemi büyük taneciklerle çalışılıyorsa bir beherglas içerisinde, küçük taneciklerle çalışılıyorsa bir santrifüj tüpünde yapılır.

2) Aktarma(Dekantasyon) : Çöktürme işleminde oluşan çökeleğin tamamen dibe çökmesi beklenir. Üstte kalan sıvının bulandırılmadan dikkatlice başka bir kaba ayrılmasıdır.
• Bu işlemde çökeleğin ağır, iri taneli ve kristal yapıda olması gerekir.
• Altının saflaştırılmasında, zeytinyağının posasının ayrılmasında kullanılır.

3) Yüzdürme(Flotasyon) : Sudan hafif, askıda olan katı taneciklerinin su yüzeyine yükseltilerek uzaklaştırılmasıdır.
• Bakır, kurşun çinko cevherlerinin ayrılmasında kullanılır.

C) Çözünürlük Farkından Yararlanılarak Ayırma Yöntemleri

1) Kristallendirme : Sıcaklığın düşmesiyle çözünürlüğü azalan maddenin düzgün geometrik şekilli katı parçalar halinde çöktürülmesine kristallendirme denir.
• İki veya daha çok maddenin(KNO3 – CeSO4 , tuz-şeker) çözünürlük farkıyla ayrılmasına ayrımsal kristallendirme denir.

2) Ekstraksiyon(özütleme-çekme) : Katı veya sıvı bir karışımın ilave edilen çözücü yardımıyla karışmış olduğu diğer katı ve sıvıdan ayrılması işlemidir.
• Şeker pancarından şeker, karanfilden karanfil yağı eldesinde kullanılır.
• Homojen karışımlardan ya da katı karışımlarından istenen maddeyi ayırmada kullanılır.

D) Kaynama Noktası Farkından Yararlanılarak Ayırma Yöntemleri

1) Damıtma(Basit damıtma) : Bir katının çözünmesiyle oluşan homojen karışımlarından sadece katı bileşeni elde etmek istiyorsak buharlaştırma işlemi, her iki bileşeni elde etmek istiyorsak basit damıtma(destilasyon) yapılır.
• Damıtma ile elde edilen sıvıya destilat denir.

2) Ayrımsal Damıtma : Kaynama noktaları birbirine yakın homojen sıvı-sıvı karışımlarının bileşenlerine daha saf olarak ayrılması için kullanılır.
• Ayrımsal damıtma ile damıtma arasındaki tek fark ayrımsal damıtma düzeneğinde fraksiyon kolunun bulunmasıdır.
• Alkol-su karışımının ayrılmasında kullanılır.
• Petrolün rafinelerde çeşitli ürünlere ayrılmasında kullanılır.




E) Hâl Değiştirme Sıcaklıkları Farkı ile Ayrıştırma
Hâl değiştirme sıcaklığından yararlanarak erime noktası farklı olan katı–katı karışımları, kaynama noktası farklı sıvı–sıvı karışımları ve yoğunlaşma noktaları farklı gaz–gaz karışımları birbirinden ayrılabilir.
Demir ve kurşundan oluşan bir karışımın ayrılması: Demirin erime noktası 1540°C ve kurşunun erime noktası 327,5°C’dir. Karışım bir potada ısıtıldığında erime noktası düşük olan kurşun önce erir. Sıvı hâle geçen kurşun süzülerek demirden ayrılır.
Maddelerin erime kaynama sıcaklıkları gibi, hal değiştirme sıcaklıklarının ayırt edici bir özellikleri olduğunu biliyoruz. Maddelerin bu özelliklerinin farklı oluşundan yararlanarak karışımları bileşenlerine ayırabiliriz. Suda çözünen katı bir madde, suyun buharlaşması ile saf olarak elde edilebilir.
Belli bir sıcaklıkta diğerlerine göre daha fazla miktarda buharlaşan sıvıların kaynama noktası düşüktür. Örneğin; aynı koşullardaki etil alkol sudan daha çok buharlaştığından, kaynama noktası sudan düşüktür. 100°C, etil alkol 78°C’de kaynar.
Saf maddelerde hal değişimi süresince sıcaklık sabittir. Örneğin; 100°C’ta kaynar. 0°C’ta donar. (1 atm’de) kaynama ve donma süresince sıcaklık sabittir. Çözeltilerde ise hal değişim süresince sıcaklık sabit değildir. Çözeltilerde, kaynama süresince sıcaklık artma; donma süresince sıcaklıkta azalma gözlenir.