Ayırma ve Saflaştırma Teknikleri video 10. sınıf Hocalara Geldik
MIKNATIS İLE AYIRMA
Demir, nikel, kobalt ve bu elementlerin alaşımlarını içeren maddeler mıknatıs tarafından kuvvetli bir şekilde çekilirler. Bazı maddeler ise mıknatıs tarafından çekilmezler. Karışımlarda bulunan maddelerin mıknatıs tarafından çekilme özelliklerinin farklı olmasından yararlanarak ayrılmasına mıknatıs ile ayırma denir. Mıknatıs ile ayırma bir bileşenin manyetik özellik gösteren katı-katı heterojen karışımları ayırmak için idealdir. Altın-demir, kobalt-kükürt heterojen karışımları bu yöntemle ayrılır. 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, karışımdaki bileşenlerden birinin geçmesine izin veren, diğer bileşenin geçişini engelleyen bir süzgeç ya da filtreden yararlanılarak yapılan ayırma işlemidir.
Katı-sıvı veya katı-gaz heterojen karışımlarda katı bileşenin tanecik boyutuna uygun süzgeç varsa karışımdaki maddeleri ayırmak için süzme yöntemi uygulanır. Süzme işleminde katı bileşenin tanecik boyutuna uygun gözenekleri olan farklı süzgeçler veya filtreler kullanılabilir. Süzme yöntemi günlük yaşantımızda, endüstride ve laboratuvarda sıklıkla kullanılan bir yöntemdir. Örneğin evlerimizde makarna pişirirken makarnayı sudan ayırmak için kevgir kullanılır. Laboratuvarda çökme tepkimeleri sonucunda oluşan katı maddeleri sıvılarından ayırmak için de süzgeç kâğıdı kullanılır (Görsel 2.2.3). Örneğin kalsiyum klorür ve sodyum karbonatın sulu çözeltilerinin tepkimelerinden katı kalsiyum karbonat (tebeşir) elde edilir.
Çöken CaCO3 katısı süzgeç kâğıdı yerleştirilmiş bir huni ile süzülür. CaCO3 katısı süzgeç kâğıdında kalırken suda çözünmüş NaCl süzgeç kağıdından geçer. Bulanık sular süzgeç görevi yapan çakıl taşı, kum, kömür tozu ve ince kum gibi katmanlardan geçirilerek kullanılır hâle getirilebilir. Otomobillerde bulunan yağ filtreleri motor yataklarındaki aşınma sonucu oluşan metal parçalarını süzmek için kullanılır. 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, özellikle sağlık alanında kullanılır. Böbrek diyaliz yöntemiyle çalışır ve zararlı maddeleri kolloid bir karışım olan kandan uzaklaştırır. Bazı durumlarda böbrekler diyalizleme görevini yerine getiremez. Böbrekleri görev yapamayan hastaların belirli aralıklarla diyaliz makinesine bağlanması gerekir (Görsel 2.2.6). Diyaliz makinesinde kan, yarı geçirgen bir zardan geçirilir. Metabolik atık olan küçük moleküller zardan geçerler. Kan plazmasının gerekli bileşenleri olan protein molekülleri çok büyük olmaları nedeniyle zardan geçemediği için kanda kalır. Diyaliz birçok alanda (çözeltileri tuzdan arındırmada, hücre büyümesi ve beslenmesinde, virüs arındırmada, kan tedavisinde…) kullanılır
YOĞUNLUK FARKINDAN YARARLANARAK AYIRMA
Ayırma Hunisi: Birbiri içerisinde çözünmeyen ve yoğunlukları farklı olan sıvı-sıvı karışımlarının ayrılmasında ayırma hunisi kullanılır (Görsel 2.2.7). 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: 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. Özellikle madencilik sektöründe flotasyon zenginleştirme yöntemi olarak kullanılır. Zenginleştirilecek cevherin su sevme (hidrofilik) ve su sevmeme (hidrofobik) özelliklerinden yararlanılır. Uygun kimyasal madde kullanılarak ayrılması istenen bileşenin suda yüzmesi veya batması sağlanır (Görsel 2.2.8). Flotasyon; endüstride genellikle sülfür, bakır, kurşun ve çinko cevherlerinin ayrılmasında kullanılır (Görsel 2.2.9).
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.
