KARIŞIM AYIRMA TEKNİKLERİ

Bu ünitede;

Mıknatıs ile ayırma bunun yanı sıra tanecik boyutu (eleme, süzme, diyaliz), yoğunluk (ayırma hunisi, yüzdürme), erime noktası, kaynama noktası (basit damıtma, ayrımsal damıtma) ve çözünürlük (özütleme, kristallendirme, ayrımsal kristallendirme) farkından yararlanılarak uygulanan ayırma teknikleri üzerinde duracağız.

MIKNATISLA AYIRMA

Demir, nikel, kobalt gibi metaller mıknatıs tarafından çekilirler. Altın-demir, kobalt-kükürt gibi heterojen karışımlar bu yöntemle ayrılırlar.Kâğıt endüstrisinde geri kazanım için toplanan kâğıtlar arasındaki demir, nikel, kobalt gibi metal parçaları ayırmak için de mıknatıs ile ayırma yöntemi kullanılır.

TANECİK BOYUTU FARKINDAN YARARLANARAK AYIRMA

Eleme

Eleme tanecik boyutları farklı katı-katı karışımlarını ayırmada kullanılan en basit yöntemlerden biridir. Kum-çakıl, un-kepek gibi karışımlar karışanların tanecik boyutuna uygun eleklerle bileşenlerine ayrılır.

Süzme

süzme işlemi
Süzme İşlemi

Süzme, karışımdaki bileşenlerden birinin geçmesine izin veren, diğer bileşenin geçişini engelleyen bir süzgeç ya da filtreden yararlanılarak yapılan ayırma işlemidir. Genellikle katı- sıvı heterojen (süspansiyon) karışımlarını ayırmada kullanılır. Süzme işleminde süzgeç ya da filtrede katı tanecikler toplanır. Bu katı taneciklere çökelti denir. Süzgeçten geçen madde ise genellikle sıvı fazdır. Bu sıvı faza süzüntü denir.

Makarna-su karışımını ayırmada süzme işlemi kullanılır. Ayrıca laboratuvarda çökme-çözünme tepkimelerinde çöken maddeyi sıvısından ayırmak için süzme işlemi uygulanır.

Katı-gaz karışımlarını ayırmak için de süzme yöntemi kullanılır. Örneğin havadaki toz, duman ve polen gibi katı maddeleri havadan ayırmak için ev ve arabalarda hava filtreleri kullanılır. Endüstride de fabrika bacalarından çıkan gazları katı taneciklerden ayırmak için filtreler kullanılır. Ayrıca endüstride tozlu ortamlarda çalışan insanlar havadaki tozu tutması için toz maskeleri takarlar.

Diyaliz

Kolloid karışımların ayrılmasında kullanılan yöntemdir. Kolloidal karışımlarda dağılan tanecik boyutu çok küçük olduğundan kullanılan filtre gözenekleri çok küçük olmalıdır. Diyaliz yöntemi kanın temizlenmesinde kullanılır. Filtreleme için yarı geçirgen zar tercih edilir. Ayrıca çözeltileri tuzdan ayırmada, kan tedavisinde, virüslerden arındırma işlemlerinde, hücre büyümesi be yenilenmesinde kullanıllır.

YOĞUNLUK FARKINDAN YARARLANARAK AYIRMA

 

Ayırma Hunisi

Ayırma hunisi
Ayırma hunisi

Birbiri içerisinde çözünmeyen ve yoğunlukları farklı olan sıvı-sıvı karışımlarının ayrılmasında ayırma hunisi kullanılır.Ayırma hunisine konulan karışımlardan yoğunluğu büyük olan sıvı altta, küçük olan sıvı üstte toplanır. Yoğunluğu büyük olan alttaki sıvı,
ayırma hunisinin musluğu açılarak başka bir kaba alınır. Yoğunluğu küçük olan sıvı ise ayırma hunisinde kalır.
Yağ-su, su-karbon tetraklorür, benzin-su gibi karışımlar bu yöntemle ayrılır.

Yüzdürme

flotasyon
Endüstride flotasyon işlemi

Katı-katı veya katı-sıvı heterojen karışımların ayrılmasında kullanılan yöntemlerden biridir. Kum ve talaş gibi yoğunlukları farklı katı-katı
karışımlar veya talaş-su gibi katı-sıvı heterojen karışımlar bu yöntemle bileşenlerine ayrılabilir.
Yüzdürme işleminde yoğunluğu sudan küçük olan bileşen suyun üstünde kalır. Suyun üstünde kalan bileşen başka kaba alınır, karıştırma
kabında ise su kalır. Katı-katı karışımlardan bir bileşenin uygun bir kimyasal madde ile karışımdan ayrılarak yüzdürülmesi veya batırılması ile ayrılmasına flotasyon (yüzdürme) denir.
Flotasyon; madencilik sektöründe zengileştirme işleminde, endüstride genellikle sülfür, bakır, kurşun ve çinko cevherlerinin ayrılmasında kullanılır.

ERİME NOKTASI FARKINDAN YARARLANARAK AYIRMA

Erime noktaları farklı katı-katı homojen karışımları ayırmada kullanılır. Erime noktası düşük olan bileşen önce erimeye başlar. Eriyen bileşen
başka kaba aktarılarak karışımdan ayrılır. Karışımları bu yöntemle ayırabilmek için bileşenlerin erime noktaları arasındaki farkın büyük olması gerekmektedir.
Erime noktaları farkından yararlanarak ayırma endüstride, metallerin saflaştırılmasında, kurşun-kalay karışımı (lehim) gibi alaşımları
oluşturan bileşenlerin ayrılmasında kullanılır.

KAYNAMA NOKTASI FARKINDAN YARARLANARAK AYIRMA

Basit Damıtma

Katı-sıvı homojen karışımlardan sadece katı bileşen elde edilmek isteniyorsa buharlaştırma işlemi yapılır. Örneğin tuzlu su karışımında
sadece tuz elde edilmek isteniyorsa su buharlaştırılır. Ancak katı-sıvı karışımındaki her iki bileşen de saf hâlde elde edilmek isteniyorsa basit
damıtma (destilasyon) yapılır.

Basit damıtma düzeneği
Basit damıtma düzeneği

Sıvıların önce buharlaştırılması sonra yoğunlaştırılarak saflaştırılmasına basit damıtma (basit destilasyon) denir. Bu yönteme elde edilen saf sıvıya da destilat denir. Yağmurun oluşumu basit damıtma olayına örnektir.

Ayrımsal Damıtma

Ayrımsal (fraksiyonel) damıtma
Ayrımsal (fraksiyonel) damıtma düzeneği

Kaynama noktaları birbirinden farklı sıvı–sıvı homojen karışımları ayırmak için kullanılan yöntemdir. Alkol-su karışımı gibi sıvı-sıvı homojen
karışımları basit damıtma ile bileşenlerine ayırmaya çalışıldığında saflık yüzdesi düşük olur. Çünkü buharlaşma her sıcaklıkta meydana
geldiği için verilen ısı etkisiyle bileşenlerin her ikisi de buharlaşır, bu nedenle istenilen saflıkta bileşen elde edilemez. Ayrımsal damıtma yönteminde ise alkol-su karışımı gibi uçucu homojen sıvı-sıvı karışımlar bileşenlerine daha büyük bir saflıkta ayrılabilir.

Ayrımsal damıtma işleminde damıtma kabına cam parçalar konulur. Damıtma kolonunda cam parçalar kullanılmasının nedeni kaynama
noktası yüksek olan fakat düşük sıcaklıkta da buharlaşan (enerjisi düşük) moleküllerin ortamı terk etmesini engelleyerek damıtma balonuna
geri gitmelerini sağlamaktır. Böylece kaynama noktası düşük olan moleküller damıtma kolonunu önce terk eder ve soğutucuda tekrar yoğunlaşarak destilat kabında toplanır.

Ayrımsal damıtma, ham petrolün rafinerizasyonunda kullanılır.

ÇÖZÜNÜRLÜK FARKINDAN YARARLANARAK AYIRMA

Özütleme

Karışımdaki bileşenlerden birinin karışıma ilave edilen çözücü yardımıyla ortamdan uzaklaştırılmasına ekstraksiyon (özütleme, çekme)
denir. Özütleme yöntemi endüstride zeytinden, ayçiçeğinden ve kabak çekirdeğinden yağ eldesinde, parfüm ve ilaç endüstrisinde, şeker pancarından şeker üretiminde, söğüt ağacından aspirinin ham maddesi olan salisilik asit eldesinde kullanılır.

Ekstraksiyon işlemi
Ekstraksiyon işlemi

Kristallendirme

Katı-sıvı homojen karışımlarından katının sıcaklıkla çözünürlüğünün değişiminden yararlanarak yapılan ayırma yöntemidir. Doygun yemek tuzu-su çözeltisi soğutulduğunda çözünürlüğü düşen yemek tuzu katı kristaller şeklinde çökmeye başlar. Bu şekilde kristallenme gerçekleşir ve yemek tuzu sudan ayrılır.

Ayrımsal Kristallendirme

Çözünürlükleri birbirinden çok farklı olan katı-katı karışımlarını veya içinde birden fazla katı çözünmüş olan çözeltilerin ayrılmasında
ayrımsal kristallendirme kullanılabilir. İki veya daha çok maddenin çözünürlük farkı ile ayrılmasına ayrımsal kristallenme denir.

Tuz+şeker – su karışımında bileşenlerin ayrılması için ayrımsal kristallendirme işlemi uygulanır.Endüstride deniz suyundan yemek tuzunun elde edilme sürecinde de ayrımsal kristallendirme kullanılır.

Yorum yapın