KARIŞIMLARI AYIRMA YÖNTEMLERİ Tanecik Boyutu Farkından Yararlanarak Ayırma Yöntemleri Ayıklama Eleme Süzme Santrifüjleme 1) Ayıklama Tanecik şekilleri, renkleri veya boyutları farklı olan katı katı karışımları ayırmada kullanılan ayırma yöntemidir. Pirinç ile taşının ayrılması, bulgur ve fasulye gibi gıda maddelerinin içindeki istenmeyen maddelerin ayrılması bu ayırma yöntemine örnek verilebilir. 2) Eleme Bu yöntemde katı katı karışımları ayırmada kullanılan bir yöntemdir. Tanecik büyüklüklerinin farklı olmasına dayanır. Elek gözenekleri istenen taneciğin büyüklüğüne göre seçilerek ayırma işlemi yapılır. Unun elenmesi, kumun elenmesi bu ayırma yöntemine örnek verilebilir. 3) Süzme Katı sıvı heterojen karışımları ayırma yöntemidir. Bu işlem süzgeç ile yapılabildiği gibi filtreler kullanılarak ta yapılabilir. Örneğin makarnanın suyunu süzmek için süzgeç kullanılırken araçlardaki yağı aşınma sonucu oluşan metal partiküllerden ayırmak için filtre kullanılır. Bunun dışında süzgeç ile demlenmiş çayın yapraklarından ayrılması ile bazı sıvı içerisindeki katıların süzgeç kağıdı ile ayrılması bu yönteme verilebilecek diğer örneklerdir. 4) Santrifüjleme Merkezcil kuvvet etkisiyle katı sıvı heterojen karışımları ayırma yöntemidir. Bu yöntem süzme ile ayrılamayan karışımların ayrılmasında kullanılır. Bu yönteme göre tüpe konulan karışım santrifüj makinesine yerleştirilir. Cihaz çalıştırıldığında dakikada 1200 devir (bu değer makinenin türüne göre değişebilir) tüpleri döndürmeye başlar. Oluşan merkezcil kuvvet ile katı partiküller dibe yapışır ve sıvıdan ayrılmış olur. Laboratuvarlarda kanın ayrılması bu şekilde gerçekleşir. 5) Diyaliz Santrifüjleme ile ayrılamayacak kadar küçük tanecikler içeren karışımları ayırma yöntemidir. Kolloidal karışımların gözenekli zarlardan geçirilerek ayrılması bu yöntemle gerçekleşir. Yarı geçirgen zarın gözenekleri karışımdaki bazı maddeleri geçirirken bazılarını ise geçirmemektedir ve bu şekilde karışım ayrılmaktadır. Kanın diyaliz makinesinde ayrılması bu yöntemle gerçekleştirilir. Ayrıca böbreklerimizde canlı bir diyaliz cihazıdır. Diyaliz
Yoğunluk Farkından Yararlanarak Ayırma Yöntemleri Savurma Dekantasyon Flotasyon 1) Savurma Katı katı heterojen karışımları ayırma yöntemidir. Bu yöntemde karışım rüzgar da savrulur. Yoğunluğu büyük olan bileşen daha yakına düşerken, yoğunluğu az olan bileşen daha uzağa düşer ve ayrılma gerçekleşmiş olur. Buğday ile samanın ayrılması bu yönteme örnek olarak verilebilir. 2) Dekantasyon (Aktarma) Sıvı içerisinde bulunan katının tamamen çökmesi beklendikten sonra ortamın bulandırılmadan yavaş ve dikkatli bir şekilde sıvının başka bir kaba dökülmesi işlemidir. Kumlu suyun ayrılması bu yönteme örnek verilebilir. Bu yöntemde önemli noktalardan biri yüzde yüz ayrım söz konusu olmamasıdır. Bir miktar sıvı katı ile kalabilir veya katıdan bazı tanecikler aktarılan kısma geçebilir. Bu durum çok önemsenmez. 3) Flotasyon (Yüzdürme) Suda çözünmeyen ve sudan hafif olan maddelerin su yüzeyine çıkartılarak ayrılması işlemidir. Daha çok madencilikte kullanılan bir yöntem olarak dikkat çeker. Çıkarılan cevherler kırılıp öğütüldükten sonra büyük haznelere konulur. Bu haznelerde yoğunluğu ayarlanmış sıvı karışım mevcuttur genellikle bu suyağ karışımıdır. Cevher bu hazneye atılınca alttan basınçlı hava verilir. Böylelikle maddelerin bir kısmı yukarı yüzeye çıkarken bir kısmı çöker ve ayrılma gerçekleşmiş olur. 4) Çöktürme Çöktürme yöntemi, farklı sulu çözeltilerin karıştırılması prensibine dayanır. Buna göre farklı sulu çözeltiler karıştırılır ve çözeltiler içerisindeki iyonlar birleşerek çökelek oluşturur ve dibe çökerler. Bu yöntem ile istenmeyen bileşenler ortamdan uzaklaştırılır. Suların arıtılması bu yöntem ile gerçekleştirilir. 5) Ayırma Hunisi Birbiri ile karışmayan sıvıların oluşturduğu heterojen karışımları ayırma yöntemidir. Bu yönteme göre karışım ayırma hunisine konur. Yoğunluğu az olan üstte çok olan altta kalır. Ayırma hunisinin musluğu açıldığında yoğunluğu büyük olan sıvı akmaya başlar. Tam o bitip diğer sıvı akacağı zaman musluk kapatılır ve ayırma işlemi tamamlanmış olur. Zeytinyağı su, mazot su vb. karışımlar bu yöntemle ayrılabilir. Çöktürme Ayırma Hunisi
Çözünürlük Farkından Yararlanarak Ayırma Yöntemleri Basit (adi) kristallendirme Ayrımsal kristallendirme 1) Basit (adi) Kristallendirme Bu yöntem daha çok katı katı karışımları ayırma yöntemidir. Bu yönteme göre karışımı oluşturan katılardan biri seçilen çözücüde çok iyi çözünürken diğeri bu çözücüde hiç çözünmemektedir. Bu şekilde karışım bileşenlerine ayrılmış olur. Kum tuz veya kum şeker karışımı bu şekilde ayrılabilir. 2) Ayrımsal Kristallendirme Bu yöntem de katı katı karışımları ayırma yöntemidir. Adi kristallendirmeden farklı olarak bu yöntemde karışımı oluşturan katıların hepsi seçilen çözücüde çözünmektedir ve çözünürlükleri sıcaklıkla artmaktadır ancak çözünürlükleri farklıdır. Karışım çözücü içerisine atılıp ısıtıldığında bileşenlerin hepsi tamamen çözünür. Daha sonra çözelti yavaş yavaş soğutulmaya başlandığında önce çözünürlüğü en az olan bileşen kristaller halinde çökmeye başlar. Çökme işlemi bitince süzülerek ortamdan uzaklaştırılır. Çözelti soğutulmaya devam ettiğinde sırayla diğer bileşenlerde kristaller halinde çökmeye başlar ve süzülerek ortamdan uzaklaştırılır. Bu şekilde karışımı oluşturan katı bileşenler ayrılmış olur. NaCl ve KNO 3 karışımı bu yöntemle ayrılabilir. Özütleme (ekstraksiyoni 3) Özütleme (Ekstraksiyon) Bir maddenin bir çözücüde daha çok çözünmesi prensibine dayanan ayırma yöntemidir. Buna göre karışım içerisindeki bir maddeyi karışımdan ayırmak için bu maddenin çözünmeyi daha çok sevdiği bir çözücü ortama eklenir ve madde karışımdan ayrılarak bu çözücüye geçer. Örneğin iyotsu karışımından iyodu ayırma için ortama CCl 4 eklenir. Karışımdaki iyot karbon tetra klorürde çözünmeyi daha çok sevdiğinden sudan ayrılarak bu çözücüye geçer. Çayın demlenmesi, zeytin ve ayçiçeğinden yağ eldesi, şeker pancarından şeker eldesi, ilaçlar ve parfümler gibi sağlık ve kozmetik ürünleri için gereken bitki özlerinin eldesi bu yöntemle gerçekleştirilir.
Kaynama Noktası Farkından Yararlanarak Ayırma Yöntemleri Basit Damıtma Ayrımsal damıtma 1) Basit (Adi) Damıtma Basit damıtma yöntemi katı sıvı homojen karışımların ayrılması yöntemidir. Önce buharlaştırma sonra yoğunlaştırma prensibine dayanır. Bu yöntemde katı sıvı homojen karışım destilasyon balonuna konulduktan sonra şekildeki düzenek kurulur. Destilasyon balonu ısıtıcıya yerleştirilir. Karışım ısıtılmaya başlandığında sıvı buharlaşarak önce balonun ucundaki kolona gelir ve oradan da soğutma kolonuna geçer. Soğutma kolonunun dışındaki kısımda sürekli soğuk su sirkülasyonu vardır. Soğutma kolonuna gelen buhar buradaki soğuk ortamla karşılaşınca yoğunlaşarak tekrar sıvı hale geçer ve diğer kapta birikmeye başlar. Bir süre sonra balondaki sıvının tamamı önce buharlaşıp sonra yoğunlaşarak diğer kapta birikir. Kapta biriken sıvıya destilat adı verilir. Katı bileşen ise balonda kristaller halinde kalır. Tuzlu su bu yöntemle ayrılabilir. 2) Ayrımsal (Fraksiyonlu) Damıtma Ayrımsal damıtma, sıvı sıvı homojen karışımların ayrılması yöntemidir. Basit damıtmanın hemen hemen aynısı düzeneğe sahiptir. Tek fark bu yöntemde düzenekte fraksiyon başlığı denilen kısmın olmasıdır. Fraksiyon başlığının içi cam veya metal bilye vb dolgu malzemesiyle doludur. Bu yöntemde sıvı sıvı homojen karışım destilasyon balonuna konur ve düzenekteki ısıtıcının üzerine yerleştirilir. Karışım ısıtılmaya başlandığında karışımdaki tüm sıvılar buharlaşmaya başlar. Oluşan buharlar fraksiyon başlığı bulunan kolona gelir ve buradaki dolgu malzemelerine temas ederek tekrar sıvı hale geçer ve balona geri döner. Bu buharlaşma yoğuşma süreci devam ederken dolgu malzemesi ısınmaya başlar ve öyle bir an gelir ki kaynama noktası küçük olan sıvının buharı bu kolondan geçmeye başlarken kaynama noktası büyük olan sıvının buharı balona geri dönmeye devam eder. Geçen buhar diğer yöntemde olduğu gibi soğutma kolonuna gelir ve burada tekrar sıvı hale geçerek diğer kapta birikir. Bu şekilde iki sıvı birbirinden ayrılmış olur.
Diğer Ayırma Yöntemleri Gaz Karışımlarının Ayrılması Mıknatıslanma Elektriklenme 1) Gaz Karışımlarının Ayrılması Gaz karışımlarının ayrılması diğer karışım türlerini ayırmaktan daha zordur. Bu tür karışımları ayırmak için gazların yayılma hızları farkı, yoğunlaşma noktası farkı, sıvı içindeki çözünürlükleri farkı gibi özelliklerden yararlanıldığı gibi gazları önce sıvılaştırıp sonra damıtma işlemi uygulayarak ayırma da yapılabilir. 2) Mıknatıslanma Bazı metaller mıknatıs tarafında çekilirler. Demir, nikel, kobalt bunlara örnektir. Bu özelliği gösteren maddelerle göstermeyen maddelerin oluşturduğu karışımlar bu yöntemler ayrılabilir. Demir tozu kükürt tozu, kobalt tozu tuz karışımı bu yöntemle ayrılabilir. 3) Elektriklenme Bazı maddeler statik elektrikle yüklenmiş cisimler tarafından çekilir. Bu özelliği gösteren maddelerle göstermeyen maddelerin oluşturduğu karışımlar bu yöntemle ayrılabilir. Tuz pul biber karışımı bu yöntemle ayrılabilir.