Karışımların ayrılması ve saflaştırılması için kullanılan yöntemlerden olan ayrımsal kristallendirme, maddelerin çözünürlük farkını kullanarak uygulanır
Karışım, en az iki farklı maddenin, kimyasal özelliklerini kaybetmeden bir araya gelmesiyle oluşur. Karışımları oluşturan her bir maddeye bileşen denir.
Bileşenleri birbiri içerisinde çözünen ve her noktasında aynı özelliği gösteren tek fazlı karışımlara homojen karışım denir. Homojen karışımlar çözelti olarak adlandırılır. Çözeltinin bileşenleri çözücü ve çözünendir.
Bileşenleri birbiri içerisinde çözünmeyen, her noktasında aynı özelliği göstermeyen ve en az iki fazlı karışımlara heterojen karışım denir.
Heterojen karışımlar dağılan ve dağıtan fazlara göre süspansiyon, emülsiyon, aerosol, kolloid ve adi karışım olarak sınıflandırılır.
Karışımlar, homojen ve heterojen olmak üzere ikiye ayrılır. Homojen karışımlar çözelti olarak adlandırılır ve bileşenleri birbiri içerisinde çözünür. Heterojen karışımlar ise bileşenleri birbiri içerisinde çözünmeyen karışımlardır. Heterojen karışımlar dağılan ve dağıtan fazlara göre süspansiyon, emülsiyon, aerosol, kolloid ve adi karışım olarak sınıflandırılır.
Video BilgiV Homojen ve Heterojen Karışımlar Diğer kaynak linkleri: [1] https://www.khanacademy.org/science/chemistry/chemical-reactions/solutions-and-their-behavior/a/types-of-solutions [2] https://www.ducksters.com/science/chemistry/types_of_mixtures.php [3] https://www.bbc.co.uk/bitesize/guides/z823y4j/revision/1Karışım, iki veya daha fazla maddenin fiziksel olarak bir araya gelmesiyle oluşan maddedir. Karışımlar, homojen ve heterojen olmak üzere ikiye ayrılır. Homogen karışımlar, bileşenlerinin eşit şekilde dağıldığı ve tek bir faz oluşturduğu karışımlardır. Heterojen karışımlar ise, bileşenlerinin eşit şekilde dağılmadığı ve iki veya daha fazla faz oluşturduğu karışımlardır.
Çözünme olayı, bir maddenin başka bir madde içerisinde homojen bir şekilde dağılmasıdır. Çözünen madde, çözücü içerisinde dağılan maddedir. Çözücü ise, çözünen maddeyi dağıtan maddedir. Çözünme olayında, çözücü ve çözünen madde arasında çeşitli etkileşimler oluşur. Bu etkileşimler, çözünen maddenin çözücü içerisinde dağılmasını sağlar.
Moleküler çözünme, kovalent bileşiklerin suda çözünmesidir. Bu tür çözünmede, çözücü ve çözünen madde arasında dipol-dipol etkileşimi, hidrojen bağı veya London kuvvetleri oluşur. Dipol-dipol etkileşimi, polar moleküller arasında oluşan bir etkileşimdir. Hidrojen bağı, hidrojen atomunun elektronegatif bir atomla yaptığı güçlü bir etkileşimdir. London kuvvetleri ise, apolar moleküller arasında oluşan zayıf bir etkileşimdir.
İyonik çözünme, iyonik bileşiklerin suda çözünmesidir. Bu tür çözünmede, çözücü ve çözünen madde arasında iyon-dipol etkileşimi oluşur. İyon-dipol etkileşimi, iyonlar ile polar moleküller arasında oluşan bir etkileşimdir.
Çözünme olayı, günlük hayatta sıklıkla karşılaştığımız bir olaydır. Çözünme olayı, birçok alanda kullanılır. Örneğin, ilaçların hazırlanmasında, yiyeceklerin saklanmasında ve temizlik ürünlerinin üretiminde çözünme olayından yararlanılır.
Çözelti, iki veya daha fazla maddenin homojen olarak karıştırılmasıyla oluşan maddedir. Çözücü, çözeltinin çoğunluğunu oluşturan maddedir. Çözünen, çözeltinin azınlığını oluşturan maddedir.
Çözeltiler, çözücünün fiziksel hâline göre üç gruba ayrılır:
Çözünen ve çözücü miktarlarının oranı, çözeltiyi niceliksel olarak anlamak için önemlidir. Bu oran, kütlece yüzde derişim veya hacimce yüzde derişim olarak ifade edilebilir.
Kütlece yüzde derişim, çözeltideki çözünenin kütlesinin çözelti kütlesine oranının yüzde olarak ifade edilmesidir. Kütlece yüzde derişim aşağıdaki formülle hesaplanır:
Kütlece Yüzde Derişim = (Çözünenin Kütlesi / Çözelti Kütlesi) x 100
Hacimce yüzde derişim, çözeltideki çözünenin hacminin çözelti hacmine oranının yüzde olarak ifade edilmesidir. Hacimce yüzde derişim aşağıdaki formülle hesaplanır:
Hacimce Yüzde Derişim = (Çözünenin Hacmi / Çözelti Hacmi) x 100
Çözünürlük, belirli bir sıcaklık ve basınçta bir çözücüde çözünebilen maksimum çözünen miktarıdır.
Çözünürlük, çeşitli faktörlere bağlıdır:
Çözünme işlemi, çözünenin çözücü içinde dağılmasıdır. Çözünme işlemi, çözünen ve çözücünün kutupluluğu, çözeltinin sıcaklığı ve çözeltiye uygulanan basınç gibi faktörlere bağlıdır.
Çözücü ve çözüneni aynı olan farklı derişimlerdeki çözeltiler karıştırıldığında oluşan yeni çözeltinin kütlece yüzde derişimi aşağıdaki formülle hesaplanır:
m1 y1 + m2 y2 = mSon ySon
m1: 1. çözeltinin kütlesi, y1: 1. çözeltinin kütlece yüzde derişimi, m2: 2. çözeltinin kütlesi, y2: 2. çözeltinin kütlece yüzde derişimi, mSon: Karışan çözeltilerin toplam kütlesi (mSon = m1 + m2+ ...), ySon: Son çözeltinin kütlece yüzde derişimi
Çözeltiler, günlük hayatımızda önemli bir yere sahiptir. Çözeltiler, temizlik ürünlerinde, ilaçlarda, yiyecek ve içeceklerde, kozmetik ürünlerinde ve sanayide kullanılır.
Kaynaklar:
Çözelti, iki veya daha fazla maddenin oluşturduğu homojen karışımdır. Çözücü olarak adlandırılan bir madde çözünen olarak adlandırılan diğer maddeleri çözerek çözeltiyi oluşturur.
Çözeltiler, çeşitli şekillerde sınıflandırılabilir. Bu sınıflandırmalardan bazıları şu şekildedir:
1) Fiziksel Durumlarına Göre:Çözeltilerin özellikleri, çözünen maddenin türüne ve miktarına bağlıdır. Çözeltilerin önemli özelliklerinden bazıları şunlardır:
Koligatif özellikler, çözünen maddenin türüne değil, çözeltideki tanecik derişimine bağlıdır. Koligatif özelliklerden bazıları şunlardır:
Çözeltiler, günlük hayatımızın birçok alanında kullanılmaktadır. Gıdalar, ilaçlar, temizlik malzemeleri, kozmetikler ve endüstriyel ürünler çözelti şeklindedir. Çözeltilerin özellikleri, çözünen maddenin türüne ve miktarına bağlıdır.
Çözeltiler ve Koligatif ÖzelliklerKarışımları oluşturan maddeleri bileşenlerine ayırmak için çeşitli fiziksel ve kimyasal yöntemler kullanılır. Bu yöntemler, bileşenlerin manyetik özelliklerine, tanecik boyutlarına, çözünürlüklerine, yoğunluklarına, erime ve kaynama noktalarına gibi fiziksel özelliklerindeki farklılıklara dayanır.
Manyetik özelliği olan bileşenler, manyetik alan uygulanarak karışımlardan ayrılabilirler. Örneğin, demir tozu ve kum karışımı bir mıknatıs kullanılarak ayrılabilir. Demir tozu mıknatısa çekilirken, kum çekilmez.
Farklı büyüklükteki bileşenler, eleme veya süzme yöntemiyle ayrılabilirler. Eleme, daha büyük bileşenlerin elekten geçmesine izin verirken, daha küçük bileşenlerin geçmesine izin vermez. Süzme ise, daha küçük bileşenlerin filtreden geçmesine izin verirken, daha büyük bileşenlerin geçmesine izin vermez.
Farklı çözünürlüklere sahip bileşenler, çözme ve süzme yöntemiyle ayrılabilirler. Örneğin, suda çözünen şeker ve suda çözünmeyen kum karışımı suda çözülerek ayrılabilir. Şeker suya çözülürken, kum çözünmez ve süzülerek ayrılabilir.
Farklı yoğunluklara sahip bileşenler, ayrıştırma hunisi veya flotasyon yöntemi kullanılarak ayrılabilirler. Ayrıştırma hunisi, farklı yoğunluklara sahip sıvıların birbirlerinden ayrılmasını sağlar. Flotasyon ise, daha düşük yoğunluğa sahip bileşenlerin suyun yüzeyinde toplanmasını sağlar.
Farklı kaynama noktalarına sahip bileşenler, damıtma yöntemi kullanılarak ayrılabilirler. Damıtma, sıvı karışımın ısıtılması ve buharlaşan bileşenlerin yoğunlaştırılması işlemidir. Daha düşük kaynama noktasına sahip bileşen önce buharlaşır ve daha sonra yoğunlaştırılarak toplanır.
Karışımları ayırma teknikleri, bileşenlerin fiziksel özelliklerine göre seçilir. Bu yöntemler, bileşenlerin bileşiminin ve özelliklerinin belirlenmesinde ve çeşitli sanayi uygulamalarında kullanılır.
Karışımları Ayırma Teknikleri - Khan AcademyKarışımlar; birden çok saf maddenin bir araya gelmesiyle oluşan, özelliklerini koruyan bileşiklerdir. Karışımlar, bileşenlerine ayrılarak saflaştırılabilirler. Saflaştırma yöntemleri arasında; basit damıtma, ayrımsal damıtma, çözünürlük farkıyla ayırma, özütleme (ekstraksiyon), kristallendirme ve ayrımsal kristallendirme yer alır.
Basit damıtma, sıvı karışımların kaynama noktalarındaki farka göre ayrılmasını temel alan bir yöntemdir. Bu yöntemde, karışım bir damıtma kabında ısıtılır. Kaynama noktası daha düşük olan sıvı önce buharlaşır ve soğutucuya ulaşır. Soğutucuda buhar tekrar sıvı hale gelir ve toplama kabında birikir. Kaynama noktası daha yüksek olan sıvı ise damıtma kabında kalır.
Basit damıtma yöntemi, bileşenleri birbirinden çok farklı kaynama noktalarına sahip olan sıvı karışımlarının ayrılmasında etkilidir. Ancak, kaynama noktaları birbirine yakın olan sıvı karışımlarının ayrılmasında bu yöntem yetersiz kalır.
Ayrımsal damıtma, basit damıtma yönteminden daha etkili bir ayırma yöntemidir. Bu yöntemde, karışım bir damıtma kabında ısıtılır ve buharlar bir fraksiyon kolonu içinden geçirilir. Fraksiyon kolonu, cam parçacıkları veya diğer dolgu maddeleriyle doldurulmuştur. Buharlar fraksiyon kolonu içinde yükseldikçe, kaynama noktası daha yüksek olan sıvı buharları yoğunlaşarak tekrar sıvı hale gelir ve damıtma kabına geri döner. Kaynama noktası daha düşük olan sıvı buharları ise fraksiyon kolonunun tepesine ulaşır ve soğutucuya geçer. Soğutucuda buhar tekrar sıvı hale gelir ve toplama kabında birikir.
Ayrımsal damıtma yöntemi, bileşenleri birbirine yakın kaynama noktalarına sahip olan sıvı karışımlarının ayrılmasında etkilidir. Bu yöntem, petrolün rafine edilmesi, alkol üretimi ve ilaç sanayinde yaygın olarak kullanılır.
Çözünürlük farkıyla ayırma, karışım bileşenlerinin çözünürlüklerinin farklı olmasına dayanan bir ayırma yöntemidir. Bu yöntemde, karışım bir çözücü ile temas ettirilir. Karışım bileşenlerinden bazıları çözücüde çözünürken, diğerleri çözünmez. Çözünen bileşenler daha sonra çözücüden ayrıştırılır.
Çözünürlük farkıyla ayırma yöntemi, bileşenleri farklı çözünürlüklere sahip olan karışımların ayrılmasında etkilidir. Bu yöntem, tuzun sudan ayrılması, çayın demlenmesi ve ilaçların hammaddelerinin elde edilmesinde yaygın olarak kullanılır.
Özütleme, bir karışım bileşeninin daha iyi çözündüğü bir çözücü ile temas ettirilmesiyle yapılan bir ayırma yöntemidir. Bu yöntemde, karışım bir çözücü ile karıştırılır ve karışım bir süre bekletilir. Bu süre sonunda, karışım bileşenlerinden bazıları çözücüde çözünürken, diğerleri çözünmez. Çözünen bileşenler daha sonra çözücüden ayrıştırılır.
Özütleme yöntemi, bileşenleri farklı çözünürlüklere sahip olan karışımların ayrılmasında etkilidir. Bu yöntem, yağların bitkilerden ayrılması, ilaçların hammaddelerinin elde edilmesi ve metal cevherlerinden metal elde edilmesinde yaygın olarak kullanılır.
Kristallendirme, bir sıvı içinde çözünmüş olan katı bir maddenin, çözeltinin soğutulması veya ısıtılması sonucunda doygunluğa ulaşarak çöktürülmesi işlemidir. Bu yöntemde, karışım bir çözücü ile karıştırılır ve karışım bir süre ısıtılır. Bu süre sonunda, karışım bileşenlerinden bazıları çözücüde çözünürken, diğerleri çözünmez. Çözünen bileşenler daha sonra çözücüden ayrıştırılır.
Kristallendirme yöntemi, bileşenleri farklı çözünürlüklere sahip olan katı karışımların ayrılmasında etkilidir. Bu yöntem, şekerin sudan ayrılması, tuzun sudan ayrılması ve ilaçların hammaddelerinin elde edilmesinde yaygın olarak kullanılır.
Ayrımsal kristallendirme, bir sıvı içinde çözünmüş olan iki veya daha fazla katı maddenin, çözeltinin soğutulması veya ısıtılması sonucunda farklı zamanlarda doygunluğa ulaşarak çöktürülmesi işlemidir. Bu yöntemde, karışım bir çözücü ile karıştırılır ve karışım bir süre ısıtılır. Bu süre sonunda, karışım bileşenlerinden bazıları çözücüde çözünürken, diğerleri çözünmez. Çözünen bileşenler daha sonra çözücüden ayrıştırılır.
Ayrımsal kristallendirme yöntemi, bileşenleri farklı çözünürlüklere sahip olan katı karışımların ayrılmasında etkilidir. Bu yöntem, tuzların sudan ayrılması, ilaçların hammaddelerinin elde edilmesi ve metal cevherlerinden metal elde edilmesinde yaygın olarak kullanılır.
YouTube video: https://www.youtube.com/watch?v=X9gwwFcET7E
Ayrımsal kristallendirme yöntemi, maddelerin çözünürlüklerinin sıcaklıkla farklı olmasından yararlanılarak yapılan bir ayırma yöntemidir. Bu yöntem, genellikle iki veya daha fazla katının aynı sıvıda çözünebilmesi ve sıcaklıkla çözünürlüklerinin farklı olması durumunda kullanılır.
Yoğunluk, katı, sıvı ve gaz maddeler için ayırt edici bir özelliktir. Maddelerin yoğunluklarının farklı olmasından yararlanılarak, karışımlar bileşenlerine ayrılabilir.
Ayırma hunisi, sıvı-sıvı heterojen karışımları ayırmada kullanılan bir laboratuvar malzemesidir. Özkütleleri birbirinden farklı olan ve birbiri içerisinde çözünmeyen sıvı karışımların ayrılmasında kullanılır.
Yüzdürmeyle ayırma yöntemi, genellikle katı-katı karışımların ayrılmasında kullanılır. Karışımı oluşturan katıların içine atıldıkları sıvıda çözünmemesi ve sıvının yoğunluğunun, katılardan birinin yoğunluğundan büyük, diğerinin yoğunluğundan küçük olması gerekir.