İçindekiler
Ayırma ve saflaştırma teknikleri, birbirine karışmış maddeleri (karışımları) ayrıştırmak için kullandığımız yöntem ve tekniklerdir.
Karışımları ayırmak için kullanılan tekniklerin başlıcaları şunlardır:
- Mıknatıs ile ayırma
- Erime noktası farkı ile ayırma
- Ayıklama
- Eleme
- Süzme
- Diyaliz
- Yüzdürme (Flotasyon)
- Ayırma hunisi ile ayırma
- Buharlaştırma
- Basit damıtma
- Ayrımsal damıtma
- Özütleme (Ekstraksiyon)
- Kristallendirme
- Ayrımsal kristallendirme
1. Mıknatıs ile Ayırma
Bu yöntemle hangi tür karışımlar ayrılır?
İçinde; Demir (Fe), Kobalt (Co) ve Nikel (Ni) metalleri bulunan karışımlardan, bu metalleri ayırmak için kullanılır.
Bu yöntemin malzemesi nedir?
Bu yöntemde, mıknatıs kullanılır.
Ayırma işlemi, maddenin hangi özelliği sayesinde olur?
Bu yöntemde, mıknatıs tarafından çekilebilme özelliği sayesinde (manyetik özellik de denir) ayrışma olur.
Bu yöntem nasıl uygulanır?
Mıknatıs, karışıma yaklaştırılır. Karışıma yaklaşan mıknatıs, karışımdaki demir, nikel veya kobalt metallerini çekerek ayırır.
Aşağıdaki vidyoda, mıknatıs ile yemek tuzu karışımının ayrılmasını izleyebilirsiniz.
Örnek karışımlar:
– Demir tozu – kükürt tozu karışımı
– Nikel tozu – kum karışımı
– Tebeşir tozu – demir tozu karışımı
– Yemek tuzu (NaCl) – demir tozu karışımı
Bu yöntem nerelerde kullanılır?
Mıknatıs ile ayırma işlemi, endüstride, demir atıklarının veya demir metalinin ayrıştırılmasında kullanılır.
Aşağıdaki vidyoda, bir metal atık tesisinde, demir metallerinin ayrıştırılması işlemini görebilirsiniz:
2. Erime Noktası Farkı ile Ayırma
Bu yöntemle hangi tür karışımlar ayrılır?
Metal-metal karışımları gibi, erime noktaları farklı katıların oluşturduğu karışımlar ayrıştırılır.
Bu yöntemin malzemesi nedir?
Isıtma işlemi için; bir ısıtıcı ve ısıya dayanıklı bir kap kullanılır.
Ayırma işlemi, maddenin hangi özelliği sayesinde olur?
Bu yöntemde, maddelerin erime noktalarının farklı olmasından yararlanılır. Çünkü; her saf maddenin kendine özgü bir erime noktası vardır. Erime noktaları, saf maddelerin ayırt edici özelliklerinden biridir.
Bu yöntem nasıl uygulanır?
Karışım ısıtılır, erime noktası daha düşük olan katı önce erir ve sıvı hale geçer, diğer katı hala katı haldedir. Eriyen ya da erimeyen katı, başka bir kaba aktarılarak karışımdan ayrılır.
Kurşunun (Pb) erime noktası 327 oC, Çinkonun (Zn) erime noktası ise 420 oC dir. Aşağıdaki vidyoda, Kurşun ve Çinko metalleri ısıtılmış, kurşun önce erimiş ve katı halde kalan çinko metali bir kaşık yardımı ile karışımdan ayrılabilecek duruma gelmiştir:
Erime noktaları birbirine yakın olan katıların oluşturduğu karışımların, bu yöntem ile ayrıştırılması tavsiye edilmez.
Örnek karışımlar:
– Tunç (bronz), pirinç, lehim gibi metal alaşımları
– Bakır tozu – Alüminyum tozu karışımı
Bu yöntem nerelerde kullanılır?
Endüstride, metallerin saflaştırılması sırasında, erime sıcaklıkları farkı ile ayırma yöntemi özellikle düşük sıcaklıkta eriyen metallerin, cevherlerinden elde edilmesinde kullanılır.
3. Ayıklama
Bu yöntemle hangi tür karışımlar ayrılır?
Adi karışımlar, yani; katıların oluşturduğu heterojen karışımlar ayrılır.
Bu yöntemin malzemesi nedir?
Ayıklama işlemi genellikle el ile yapılır.
Ayırma işlemi, maddenin hangi özelliği sayesinde olur?
Renk, şekil ya da boyut olarak farklı olan madde karışımdan ayıklanır.
Bu yöntem nasıl uygulanır?
Gözümüz ile farklı olanı görüp karışımdan alırız.
Bir kiraz paketleme fabrikasında, çürük kirazların ayıklanması işlemini izleyebilirsiniz:
Örnek karışımlar:
– Pirincin taşının ayıklanması
– Sağlam meyvenin çürük olandan ayrılması
– Meyvelerin içine karışmış yaprak ve dalların ayıklanması
Bu yöntem nerelerde kullanılır?
– Şehir çöplüklerinde biriken çöplerin içindeki kâğıt, plastik ve metal parçaları ayıklanarak ekonomiye geri kazandırılır.
– Meyve paketleme fabrikalarında, meyvelerin ayıklanması işleminde bu yöntem kullanılır.
– Büyük işletmelerde ayıklamayı elle yapmak iş gücü kaybına neden olur. Bu nedenle ayıklayıcı makineler geliştirilmiştir.
4. Eleme
Bu yöntemle hangi tür karışımlar ayrılır?
Adi karışımlar, yani; katıların oluşturduğu heterojen karışımlar ayrılır.
Bu yöntemin malzemesi nedir?
Eleme işlemi için elek kullanılır.
Ayırma işlemi, maddenin hangi özelliği sayesinde olur?
Tanecik boyutu farklı olan madde karışımdan ayıklanır. Büyük taneler elekten geçemez, küçük taneler geçer.
Bu yöntem nasıl uygulanır?
Karışım eleğe dökülür ve elenir.
Unun elenmesi işlemini, aşağıdaki vidyoda izleyebilirsiniz:
Örnek karışımlar:
– Unun elenmesi
– Kumun elenmesi
Bu yöntem nerelerde kullanılır?
– Çiftçilikte, buğdayı, samanından ayırmak için buğday elenir.
– İri fındık ile küçük fındıkların ayrılması için eleme yöntemi kullanılır.
– Meyvelerin büyüklüğüne göre ayrılması işlemi, eleme yöntemi ile yapılır.
5. Süzme
Bu yöntemle hangi tür karışımlar ayrılır?
– Süspansiyonlar, yani; bir katı ile bir sıvının oluşturduğu heterojen karışımlar süzme yöntemi ile ayrılır.
– Baca dumanı gibi katı-gaz karışımları, içerdikleri tozlardan, filtreleme yöntemi ile ayrıştırılır. Filtreleme işlemi de bir çeşit süzmedir.
Bu yöntemin malzemesi nedir?
Süzme işlemi için, süzgeç veya süzgeç kağıdı veya filtre kullanılır.
Ayırma işlemi, maddenin hangi özelliği sayesinde olur?
Karışım, tanecik boyutu farklı sayesinde ayrıştırılır. Sıvı madde, süzgeçten geçer fakat katı haldeki madde geçemez. Gazın filtrelenmesinde ise gaz filtreden geçebilir fakat toz geçemez.
Bu yöntem nasıl uygulanır?
Karışım süzgeçten veya filtrede geçirilir.
Kumlu suyun süzülmesi işlemini, aşağıdaki vidyoda izleyebilirsiniz:
Örnek karışımlar:
– Makarnanın süzülmesi
– Kumlu su
– Çayın süzülmesi
– Havanın filtrelenmesi
– Baca gazlarının filtrelenmesi
Bu yöntem nerelerde kullanılır?
– Fabrika bacalarına takılan gaz filtreleri, fabrika bacasından çıkan gazı, katı taneciklerden ayırmak için kullanılır.
– Otomobillerde ve klimalarda bulunan hava filtreleri ise havadaki tozu tutarak tozun araca zarar vermesini önler.
– Tozlu ortamlarda çalışan kişilerin taktıkları toz maskeleri ile kirli havalarda ve zararlı gazların bulunduğu ortamlarda kullanılan gaz maskeleri de birer süzgeç görevi görür.
6. Diyaliz
Bu yöntemle hangi tür karışımlar ayrılır?
– Kolloidal (bulanık) karışımlar ayrıştırılır. Kolloidal karışımlarda, katı tam çözünmemiştir ama çok küçük tanecikler halinde dağılmıştır. Bu yüzden, sıvı ile birlikte, süzgeç kağıdından ya da süzgeçten geçebilir. Süzmek ya da filtrelemek işe yaramadığı zaman, diyaliz yöntemi kullanılır.
– Diyaliz yöntemi, bir çeşit hassas süzme işlemidir.
– Böbrek hastalarının vücudunda biriken atık maddelerin ve fazla sıvının makine ile süzülerek vücuttan uzaklaştırılmasına hemodiyaliz denir.
Bu yöntemin malzemesi nedir?
Diyalizde, gözenek çapları 1-5 nanometre olan selofan, hayvan derisi, parşömen gibi süzgeç görevi gören, yarı geçirgen bir zar kullanılır. Küçük moleküller bu zardaki gözeneklerden geçebilirken daha büyük moleküller geçemez
Ayırma işlemi, maddenin hangi özelliği sayesinde olur?
Karışım, tanecik boyutu farklı sayesinde ayrıştırılır. Küçük moleküller bu zardaki gözeneklerden geçebilirken daha büyük moleküller geçemez.
Bu yöntem nasıl uygulanır?
– Diyaliz makinesinde çok sayıda içi boş, silindir biçiminde tüp vardır. Bu tüpler yarı geçirgen zarlardan yapılmıştır.
– Tüplerin dışında diyaliz sıvısı bulunur.
– Hastanın kanı diyaliz tüplerinin içine pompalanır. Tüplere gelen kanda bulunan atık maddeler yoğunluk farkı nedeniyle yarı geçirgen zardan diyaliz sıvısına geçer.
– Üre, kreatin gibi zararlı maddeler kanda yoğun miktarda bulunmasına rağmen diyaliz sıvısında yoktur. Bu nedenle bu maddeler difüzyon yoluyla yoğun oldukları taraftan diğer tarafa geçer.
– Kan plazmasının gerekli bileşenleri olan proteinler, moleküllerinin çok büyük olması nedeniyle zardan geçemez ve kanda kalır.
Diyaliz işlemini, aşağıdaki vidyoda izleyebilirsiniz:
Örnek karışımlar:
– Kanın diyalizi
Bu yöntem nerelerde kullanılır?
– Böbrek yetmezliği yaşayan hastalar, diyaliz makinesine bağlanırlar ve kanları bu makine ile temizlenir.
7. Flotasyon (Yüzdürme)
Bu yöntemle hangi tür karışımlar ayrılır?
– Katı-katı heterojen karışımları (adi karışım) ayırmak için kullanılan bir yöntemdir.
Bu yöntemin malzemesi nedir?
Katıları çözmeyen bir sıvı kullanılarak ayrıştırma yapılır.
Ayırma işlemi, maddenin hangi özelliği sayesinde olur?
– Ayrışma işlemi, karışımdaki maddelerin yoğunluk (özkütle) farkından dolayı gerçekleşir.
– Bazı flotasyon uygulamalarında ise; ayırma işlemi, karışımdaki maddelerin hidrofilik (suyu sevme) ve hidrofobik (suyu sevmeme) durumuna göre gerçekleşir.
Bu yöntem nasıl uygulanır?
– Katılardan oluşan karışım, bu katıları çözmeyen bir sıvı içine atılır. Sıvının yoğunluğu, katılardan birinin yoğunluğundan fazla diğerinin yoğunluğundan az olmalıdır. Hafif olan katı sıvının üzerinde yüzer, diğer katı sıvının dibine batar. Bu şekilde, katılar birbirinden ayrılmış olur.
– Bazı madenlerde, hidrofobik cevherler ile hidrofilik cevherin karışımına su verildiğinde, hidrofilik cevher batarken, hidrofobik cevher su kabarcıklarının üzerinde yüzerek yüzeye çıkar. Bu işlem; bir flotasyon işlemidir. Aşağıda, sülfürlü bir bakır cevherinin flotasyon işlemi verilmiştir:
Örnek karışımlar:
– Kum – odun talaşı karışımı
– Sülfürlü cevherlerin zenginleştirilmesi
Bu yöntem nerelerde kullanılır?
– Yoğunluk farkından yararlanarak; ıspanak, maydanoz, marul gibi sebzeleri taş, kum ve toprağından temizleriz. Temizleme işleminde bu tür sebzeler bol suda bekletildiğinde, sudan büyük yoğunluğa sahip olan taş, kum ve toprak, suyun dibine çöker. Sebzeler ise suyun üstünde toplanır. Böylelikle sebzeler taş, kum ve topraktan ayrılır.
– Yüzdürme, madencilik sektöründe önemli bir zenginleştirme yöntemidir. Özellikle ince taneler üzerinde uygulanabilmesi bu yöntemi, diğer cevher zenginleştirme yöntemlerinden ayırmaktadır.
8. Ayırma Hunisi Yardımıyla Ayırma
Bu yöntemle hangi tür karışımlar ayrılır?
– Sıvı-sıvı heterojen karışımları (emülsiyonlar) ayırmak için kullanılan bir yöntemdir.
Bu yöntemin malzemesi nedir?
Ayırma hunisi kullanılarak ayrıştırma yapılır. Ayırma hunisi şuna benzer:
Ayırma işlemi, maddenin hangi özelliği sayesinde olur?
– Ayrışma işlemi, karışımdaki maddelerin yoğunluk (özkütle) farkından dolayı gerçekleşir.
Bu yöntem nasıl uygulanır?
– Emülsiyon karışımı, ayırma hunisine dökülür. Karışım dinlendirilir. Bu sayede, hafif olan sıvı yukarıda, ağır olan sıvı da aşağıda birikir ve bu iki sıvı arasında bir ayırma yüzeyi oluşur. Daha sonra, ayırma hunisinin musluğu açılır ve alttaki sıvı bitince musluk kapanır. Bu şekilde, yoğunluğu büyük olan sıvı toplama kabına akar; hafif olan sıvı ise ayırma hunisinde kalır.
Aşağıdaki vidyoda, bu yöntemin uygulamasını görebilirsiniz.
Örnek karışımlar:
– Zeytin yağı – Su karışımı
– Su – Karbon tetraklorür (CCl4) karışımı
– Su – Benzin karışımı
Bu yöntem nerelerde kullanılır?
– Çiftçilikte, zeytin yağı eldesinde bu yöntem kullanılır.
9. Buharlaştırma
Bu yöntemle hangi tür karışımlar ayrılır?
– Katı-sıvı homojen karışımları ayırmak için kullanılan bir yöntemdir.
Bu yöntemin malzemesi nedir?
Bir ocak ile ısıtılarak ayrıştırma yapılır.
Ayırma işlemi, maddenin hangi özelliği sayesinde olur?
– Ayrışma işlemi, karışımdaki maddelerin kaynama noktası (kaynama sıcaklığı) farkından dolayı gerçekleşir.
Bu yöntem nasıl uygulanır?
– Katı-sıvı çözeltisi, bir ısıtıcı ile ısıtılır. Sıvı, buharlaşır ve katı madde kapta kalır.
Aşağıdaki vidyoda, tuzlu suyu kendi haline bıraktığımızda, suyun nasıl buharlaşarak bittiğini ve geriye tuz kaldığını, hızlandırılmış olarak görebilirsiniz:
Örnek karışımlar:
– Tuz çözeltisi (Tuz-su karışımı)
– Şeker çözeltisi (Şeker-su karışımı)
– Deniz suyu
Bu yöntem nerelerde kullanılır?
– Deniz suyundan tuz eldesinde, buharlaştırma yönteminden yararlanılır.
10. Basit Damıtma
Bu yöntemle hangi tür karışımlar ayrılır?
– Katı-sıvı homojen karışımları ayırmak için kullanılan bir yöntemdir.
– Basit damıtma yönteminin buharlaştırmadan farkı, sıvının da bir toplama kabında elde edilmesidir.
– Buharlaştırma işleminde, su uçar gider fakat damıtma işleminde su da ayrı bir kapta ve saf suya çok yakın bir şekilde toplanır.
Bu yöntemin malzemesi nedir?
Bir ocak (bek) ve basit damıtma düzeneği ile karışım ısıtılarak ayrıştırma yapılır.
Basit damıtma düzeneği şudur:
Basit damıtma düzeneğinde, kaynayan sıvının buharı, bir soğutucudan geçerek, tekrar sıvı hale döner ve damla damla bir erlenmayerde toplanır.
Soğutucu, etrafından devamlı çeşme suyu akan bir cam borudur.
– Bir sıvının, basit damıtma düzeneği ile önce kaynatılıp sonra da yoğunlaştırılarak sıvı halde elde edilmesine damıtma (saflaştırma) denir.
– Tuzlu su gibi bir katı-sıvı çözeltisinin hem tuzu hem de suyu ayrı ayrı elde edilmek isteniyorsa, karşım, basit damıtma düzeneğinden geçirilir. Bu işleme basit damıtma denir.
Ayırma işlemi, maddenin hangi özelliği sayesinde olur?
– Ayrışma işlemi, karışımdaki maddelerin kaynama noktası (kaynama sıcaklığı) farkından dolayı gerçekleşir.
Bu yöntem nasıl uygulanır?
– Katı-sıvı çözeltisi, basit damıtma düzeneğinden geçirilir.
Basit damıtma düzeneğinin nasıl kurulduğunu merak ediyorsanız, aşağıdaki vidyoyu seyredebilirsiniz:
Aşağıdaki vidyoda, basit damıtma düzeneğini çalışır durumda iken görebilirsiniz.
Örnek karışımlar:
– Tuz çözeltisi (Tuz-su karışımı)
– Şeker çözeltisi (Şeker-su karışımı)
– Deniz suyu
Bu yöntem nerelerde kullanılır?
– Deniz suyundan tuz ve saf su eldesinde, buharlaştırma yönteminden yararlanılır.
11. Ayrımsal Damıtma
Bu yöntemle hangi tür karışımlar ayrılır?
– Sıvı-sıvı homojen karışımları ayırmak için kullanılan bir yöntemdir.
Bu yöntemin malzemesi nedir?
Bir ocak (bek) ve ayrımsal damıtma düzeneği ile karışım ısıtılarak ayrıştırma yapılır.
Ayrımsal damıtma düzeneğinin basit damıtma düzeneğinden farkı, düzenekte bulunan ekstra bir parçadır. Bu parçanın adı fraksiyon (damıtma) kolonudur.
Fraksiyon kolonunun, bir çok farklı tipi vardır. Aşağıda bunlardan biri verilmiştir.
Ayrımsal damıtma düzeneği şudur:
Ayırma işlemi, maddenin hangi özelliği sayesinde olur?
– Ayrışma işlemi, karışımdaki maddelerin kaynama noktası (kaynama sıcaklığı) farkından dolayı gerçekleşir.
Bu yöntem nasıl uygulanır?
– Sıvı-sıvı çözeltisi, ayrımsal damıtma düzeneğinden geçirilir.
– Çözelti ısıtıldığında, önce kaynama noktası daha düşük olan sıvı kaynar.
– Kaynayan sıvı buharlaşır. Kaynayan bu sıvının buharı, fraksiyon kolonundan ve soğutucudan geçerek, toplama kabında birikir.
– İlk kaynama işlemi bittiğinde, karşımdaki sıvılardan kaynama noktası daha küçük olan sıvı kaynayıp bitmiş, bu sıvının hepsi toplama kabına geçmiş demektir.
Aşağıdaki vidyoda, fraksiyon kolonunu ve ayrımsal damıtma düzeneğini çalışır durumda iken görebilirsiniz.
Örnek karışımlar:
– Alkol çözeltisi (Alkol-su karışımı)
– Ham petrol
Bu yöntem nerelerde kullanılır?
– Endüstride; ham petrolün rafinerizasyonunda (damıtılmasında) ayrımsal damıtma yöntemi kullanılır.
12. Özütleme (Ekstraksiyon)
Bu yöntemle hangi tür karışımlar ayrılır?
– Bütün karışımları ayırmak için kullanılabilen bir yöntemdir.
Bu yöntemin malzemesi nedir?
Karışımdaki maddelerden sadece birini çözecek, ama karışımın kalan kısmını çözmeyecek bir sıvı kullanılır.
Ayırma işlemi, maddenin hangi özelliği sayesinde olur?
– Ayrışma işlemi, karışımdaki maddelerin çözünürlük farkından dolayı gerçekleşir.
– Genel olarak organik maddeler organik çözücülerde, anorganik maddeler ise anorganik çözücülerde iyi çözünür. Bu yöntemde kullanılacak çözücü, bu kural dikkate alınarak seçilebilir.
Bu yöntem nasıl uygulanır?
– Karışıma bir sıvı katılır. Bu sıvı, o karışım için, özel olarak seçilmiş bir sıvıdır. Katılan sıvı, karşımdaki maddelerden birini çözerek özüne alır. Sıvının çözdüğü bu madde karışımdan ayrılmış olur.
Aşağıdaki vidyoda, bu yöntemin laboratuvarda nasıl uygulandığı verilmiştir:
Bu yöntem nerelerde kullanılır?
– Şeker pancarından şeker üretimi sırasında pancarın yapısında bulunan şeker pancardan suyla çekilir.
– İlaç ve parfüm ham maddelerinin, tabiattaki bitkilerden eldesinde de özütleme yöntemi kullanılır. Örneğin aspirinin ham maddesi olan salisilik asit söğüt ağacından özütlenerek elde edilir.
– Zeytinden, ayçiçeğinden ve kabak çekirdeğinden yağ eldesinde, özütleme yöntemi kullanılır.
13. Kristallendirme
Bu yöntemle hangi tür karışımlar ayrılır?
– Katı-sıvı homojen karışımlardan, katıyı ayırmak için kullanılan bir yöntemdir.
Bu yöntemin malzemesi nedir?
Karışımı ısıtmak için bir ocak veya soğutmak için soğutucu gerekir.
Ayırma işlemi, maddenin hangi özelliği sayesinde olur?
– Ayrışma işlemi, karışımdaki maddelerin çözünürlük farkından dolayı gerçekleşir.
Bu yöntem nasıl uygulanır?
– Doymuş bir çözelti, daha fazla madde çözemeyecek durumdaki çözeltidir. – Doymuş bir katı çözeltisi, soğutulduğunda, kristallenme olayı gözlenir. (Bazı katıların doymuş çözeltileri ısıtıldığında kristallenme olur.)
– Belirli geometrik şekle sahip katı parçalarına kristal, bu şekildeki katıların oluşması olayına kristallenme denir.
– Kristallenme olayında, suda çözünmüş haldeki madde, tekrar katı hale geçmeye karar verir.
Aşağıdaki vidyoda, sıcak bir suda, doymuş CuSO4 çözeltisi hazırlanıyor ve bu çözelti, içine bir ip sarkıtılarak soğumaya bırakılıyor. Doymuş çözelti, soğurken, ipin etrafında bir kristallenme gerçekleşiyor ve ip, CuSO4 kristalleri tarafından kuşatılıyor:
Bu yöntem nerelerde kullanılır?
– Endüstride şeker pancarından şeker elde edilirken pancarın yapısındaki
şeker önce özütleme ile su ortamına geçirilir. Daha sonra su-şeker
karışımındaki şeker kristallendirme ile ayrılır.
14. Ayrımsal Kristallendirme
Bu yöntemle hangi tür karışımlar ayrılır?
– İçinde, birden fazla katı çözünmüş sıvıların, oluşturduğu homojen karışımlarda kullanılır.
– Karışımda, çözünmüş halde en az iki tane katı vardır.
Bu yöntemin malzemesi nedir?
Karışımı ısıtmak için bir ocak veya soğutmak için soğutucu gerekir.
Ayırma işlemi, maddenin hangi özelliği sayesinde olur?
– Ayrışma işlemi, karışımdaki maddelerin çözünürlük farkından dolayı gerçekleşir.
Bu yöntem nasıl uygulanır?
– İki veya daha çok maddenin çözünürlük farkı ile ayrılmasına ayrımsal kristallenme denir.
– Doymuş çözeltisi, soğutulduğunda veya ısıtıldığında, çözeltideki katılardan birinde kristallenme olayı gözlenir.
– Kristallenen katı, karışımdan ayrışmış olur.
Bu yöntem nerelerde kullanılır?
– Endüstride deniz suyundan yemek tuzunun elde edilme sürecinde de ayrımsal kristallendirme kullanılır.