KARIŞIMLARIN AYRILMASI
10. Sınıflar kimya dersi. Karışımların bileşenlerine ayrılması yöntemleri. Tanecik büyüklüğü, yoğunluk farkı ve kaynama noktası farkı ile ayırma yöntemleri.
Karışımlar birden fazla maddenin birbiri içinde dağılmasıyla meydana gelmişlerdir. Bu maddelerden birini veya her ikisini tek başına elde etmek isteyebiliriz. Örneğin petrol birçok maddenin karışımından oluşmaktadır. Petrolden mazot, benzin, fuel – oil gibi bileşenleri tek tek ayırmamız gerekir ki elde ettiğimiz bileşenler verimli kullanılabilsin. Aksi halde ham petrol bir işe yaramayacaktır. Deniz ve göl sularından tuz elde etmek için bu karışımı ayırmamız gerekir. Bir çöp yığınından demir parçalarını ayırarak tekrar üretime kazandırabiliriz.
Yukarıda görüleceği üzere bazen maddeler karıştırılmadan pek işe yaramadığı gibi bazen de karışımdaki maddeler ayrılmadan karışım işe yaramamaktadır.
Bir karışımdaki maddelerin bileşenlerine ayrılmasına karışımların ayrılması denir.
Karışımların ayrılması karışımı oluşturan maddelerin fiziksel özelliklerine göre çeşitli yollarla gerçekleştirilir. Karışımlar temelde 3 özelliklerinden yararlanılarak birbirinden ayrılır. Bu ayırma yöntemleri, tanecik büyüklükleri arasındaki farktan yararlanarak ayırma, yoğunluk farklarından yararlanarak ayırma ve kaynama noktalarından yararlanarak ayırma yöntemleridir. Bu yöntemler de kendi içlerinde alt gruplara ayrılır.
A) Tanecik Büyüklükleri Farkı İle Ayırma
1- Ayıklama
Katı – katı heterojen maddelerin ayılmasında kullanılan bir yöntemdir.
Birbirlerinden şekil, renk ve büyüklük bakımından farklı olan tanecikler bu yöntemle birbirinden ayrılabilir.
Örneğin; bir çuval pirinç içerisinde bulunan taşlar ve yabancı bitkiler bu yöntemle ayrılabilir.
Demir ve nikel gibi maddelerin karışımlardan ayrılması da bir çeşit ayıklama yöntemidir. Aslında bu olay özel bir manyetizma özelliğinden yararlanarak ayırma şeklidir. Karışım içinde bulunan demir, nikel, kobalt gibi değerli maddeler mıknatıslarla çekilerek karışımdan ayrılmaktadır.
Çöplerin ayrıştırılarak geri dönüşüm özelliği olan maddelerin ayrılması da bir tür ayıklama işlemidir.
2- Eleme
Katı katı heterojen karışımlarda karışımı oluşturan maddeler birbirlerinden şekil ve büyüklük bakımından farklı ise eleme yöntemi ile kolayca birbirinden ayrılır.
Tarladan toplanan kuru buğday, pirinç, mercimek gibi hububatlar özel makinelerde öğütülerek ufalanır. Daha sonra savurma ve eleme işleminden geçirilir. Savurma ile kütlesi çok küçük olan saman tanecikleri ayrılırken, eleme yöntemi ile buğday, pirinç gibi bitki tohumları elek altında kalarak çakıl ve topraktan temizlenir.
Mercimek ve nohut gibi baklagiller büyüklüklerine göre paketlenmek istenirse tekrar elekten geçirilir ve büyüklüklerine göre gruplara ayrılabilir.
3- Süzme
Katı – sıvı heterojen karışımlar süzgeçten geçirilirse katı madde süzgeçten geçemez, sıvı madde ise süzgeçten geçer. Böylece katı – sıvı karışımı bileşenlerine ayrılmış olur.
Mercimek haşlandıktan sonra metal bir süzgeç üzerine dökülürse mercimek ve mercimek suyu birbirinden ayrılır. Bu yöntem nohut ve kuru fasulye için de geçerlidir.
Barajlardaki sular içme suyu olarak kullanılabilmesi için özel filtrelerden geçirilerek süzülür.
Katı – gaz karışımları da süzme yöntemi ile birbirinden ayrılabilir. Tozlu havalarda maske takmak tozların akciğerlere ulaşmasına engel olur. Ayrıca gaz maskeleri de bir filtre görevi görür.
4- Diyaliz
Katı – sıvı karışımlarında katı maddeler süzgeçler ile sıvıdan ayrılamayacak kadar küçükse bu durumda diyaliz yöntemi kullanılır.
Diyaliz işleminde yarı geçirgen bir zar kullanılarak bileşenler birbirinden ayrılır.
B) Yoğunluk Farkından Yararlanarak Ayırma Yöntemleri
1- Faz Oluşturma
Bu yöntem ayırma hunisi kullanılarak yapılan ayrıştırma yöntemidir. Birbiri içinde çözünmeyen iki sıvı karıştırılırsa yoğunluğu büyük olan sıvı dipte toplanır. Bu sıvıları birbirinden ayırmak için karışım ayırma hunisi denilen bir kaba konulur.
Ayırma hunisinin dibinde bir musluk bulunmaktadır. Yoğunluğu büyük olan sıvı dibe çökünce musluk açılarak bu sıvı karışımdan ayrılır.
Bir yağ ve su karışımı bu yöntemle ayrılabilir.
2- Çöktürme
İki çözelti karıştırıldığında çözeltilerdeki iyonların birbirleri ile tepkime vererek dipte toplanması özelliğinden yararlanılarak yapılan ayrıştırma tekniğine çöktürme denir.
Bu yöntemde karıştırılan iki çözeltinin iyonları birbirleri ile tepkimeye girerek yeni bir madde oluşturmaktadır. Oluşan bu maddenin yoğunluğu içinde bulunduğu sıvının yoğunluğundan büyüktür. Oluşan bu katı madde sıvı dibine çökelir. Sıvı dibinde toplanan katı maddeye çökelek denir. Katı maddenin sıvı dibinde toplanması olayına ise çökelme denir.
Çöktürme yöntemi suların arıtılmasında ve sertliğinin giderilmesinde kullanılır.
Mağaralarda dikit ve sarkıtların oluşması, Pamukkale travertenlerinin oluşması, çaydanlık dibinde kireç birikmesi gibi olaylar çökelme sonucu oluşurlar.
3- Aktarma
Katı – sıvı heterojen karışımların ayrılmasında kullanılan bir yöntemdir. Çöktürme yöntemi ile dipte toplanan katı maddenin sıvıya karıştırılmadan sıvı maddeden uzaklaştırılması işlemine aktarma denir.
Katı madde dipte toplandığından üstteki sıvı bir hortum ile çekilebilir veya kabın eğilerek sıvının boşaltılması suretiyle ayırma işlemi yapılabilir.
Zeytinyağı üretiminde aktarma yöntemi kullanılır. Bu yöntem zeytinyağı ile zeytin posasını birbirinden ayırmada kullanılır.
Saf altının topraktan ayrılmasında aktarma yönteminden yararlanılır.
4- Yüzdürme
Katı – katı heterojen karışımları birbirinden ayırmada kullanılan bir yöntemdir. Karışımdaki maddelerin yoğunlukları arasında bir sıvı seçilerek karışım bu sıvıya atılır. Yoğunluğu sıvınınkinden büyük olan katı dibe çökerken, yoğunluğu sıvının yoğunluğundan küçük olan katı sıvı yüzeyinde yüzer. Sıvı yüzeyindeki madde toplanarak veya sıvı madde başka bir kaba boşaltılarak karışım birbirinden ayrılır.
C) Kaynama Noktası Farkından Yararlanarak Ayırma Yöntemleri
Çözeltilerdeki maddeleri birbirinden ayırma tekniğidir.
Bu yöntem karışımı oluşturan maddelerin farklı sıcaklıklarda kaynaması ve buharlaşması özelliğinden yararlanılarak yapılmaktadır. Bir çözeltiye sürekli ısı verilirse önce kaynama noktası en düşük olan madde kaynar. Bu madde tamamen buharlaşıncaya kadar çözeltinin sıcaklığında yükselme olmaz. 1. madde tamamen buharlaşıp ayrıldıktan sonra çözeltinin sıcaklığı tekrar yükselmeye başlar. Kalan maddelerden kaynama noktası en düşük olan kaynayıp buharlaşarak ayrılır. Bu işlem çözeltide hiç madde kalmayıncaya kadar devam eder. Bu yöntemle çözeltileri bileşenlerine ayırmaya damıtma adı verilir.
1- Basit Damıtma
Karışımdaki sıvıların kaynama noktaları arasındaki fark 40 °C nin üzerinde ise basit damıtma yöntemi ile bileşenlerine ayrılır.
Çözeltinin bulunduğu kap ısıtılır, kaynama noktası düşük olan sıvı kaynamaya ve buharlaşmaya başlar. Oluşan buhar bir boruya alınarak soğuk bir ortama gönderilir. Soğuyan buhar sıvılaşır ve 1. Çözelti tekrar sıvı olarak elde edilmiş olur.
Bu yöntem katı – sıvı çözeltilerin ayrılmasında da kullanılmaktadır.
2- Ayrımsal Damıtma
Bir çözeltide bulunan maddelerin kaynama noktaları arasındaki fark 40 °C den düşükse bu çözelti ayrımsal damıtma ile ayrılır.
Petrolün ayrıştırılması ayrımsal damıtma ile yapılmaktadır. Ham petrol çok sayıda uçucu maddeden oluşmuş bir karışımdır. Petrolün ayrıştırılması rafineri denilen sanayi tesislerinde yapılır. Burada damıtma tanklarına konulan petrol ısıtılır. Sırasıyla petrol gazları, benzin, gazyağı, mazot, fuel oil, makine yağları ve asfalt elde edilir.
Homojen Karışımlar
Heterojen Karışımlar
SANATSAL BİLGİ
10/08/2017