Karışımı oluşturan maddeler kimyasal özelliklerini kaybetmedikleri ve aralarında kimyasal bağ bulunmadığı için kendilerini oluşturan bileşenlere fiziksel yöntemlerle ayrılırlar. Hangi ayırma yönteminin seçileceği, karışımı oluşturan maddelerin tanecik boyutu, yoğunluk, çözünürlük veya kaynama noktası gibi fiziksel özellik farklarına bağlıdır.

1. Buharlaştırma

• Kullanım Amacı: Bir sıvı içinde homojen olarak çözünmüş katı maddeyi geri elde etmek için kullanılır.

• Yöntem: Karışım ısıtılır; kaynama noktası düşük olan sıvı buharlaşarak havaya karışır, kabın dibinde çözünmüş olan katı kristaller kalır.

• Örnekler:

  • Tuzlu su: Su buharlaşır, geriye tuz kalır.

  • Şekerli su: Su uçar, geriye şeker kalır.

  • Salça, reçel ve pekmez yapımı: Meyve/sebze sularındaki fazla su buharlaştırılarak kıvam elde edilir.

  • Deniz suyundan sofra tuzu üretimi: Deniz suyu geniş havuzlara alınarak güneş altında buharlaştırılır.

2. Damıtma (Destilasyon)

A) Basit Damıtma

• Kullanım Amacı: Katı-sıvı çözeltilerinde hem katıyı hem de sıvıyı ayrı ayrı geri kazanmak istendiğinde uygulanır (Buharlaştırmada sıvı buharlaşıp kaybolurken, damıtmada sıvı geri toplanır).

• Yöntem: Karışım kapalı bir kapta kaynatılır. Buharlaşan sıvı, soğutucu borudan geçerken yoğuşarak tekrar sıvı hale döner ve toplama kabında biriktirilir.

• Örnek: Deniz suyundan içilebilir tatlı su (saf su) eldesi.

B) Ayrımsal Damıtma

• Kullanım Amacı: Birbiri içinde tamamen çözünmüş, homojen sıvı-sıvı karışımlarını ayırmak için kullanılır.

• Dayandığı İlke: Sıvıların kaynama noktası farkıdır.

• Yöntem: Kaynama noktası daha düşük olan sıvı önce buharlaşır, soğutucudan geçerek ayrı bir kapta yoğunlaşır.

• Örnek: Alkol – Su Karışımı (Kolonya)

  • Alkolün kaynama noktası yaklaşık $78^\circ\text{C}$, suyun ise $100^\circ\text{C}$‘dir.

  • Düzenek ısıtıldığında sıcaklık $78^\circ\text{C}$‘ye geldiğinde alkol kaynamaya başlar ve buharlaşarak soğutucu borudan geçip toplama kabına sıvı olarak damlar. Kapta su kalır.

• Endüstriyel Örnek: Ham petrolün rafinerilerde ayrıştırılması. Ham petrol ayrımsal damıtma kulelerinde ısıtılarak benzin, mazot, gaz yağı, LPG ve asfalt gibi ürünlere ayrıştırılır.

3. Yoğunluk Farkı ile Ayırma

Birbiri içinde çözünmeyen (heterojen) maddelerin kütle/hacim oranlarının farklı olmasından yararlanılır.

• Ayırma Hunisi ile Ayırma:

  • Birbiriyle karışmayan sıvı-sıvı heterojen karışımlar için kullanılır.

  • Karışım huniye konulduğunda yoğunluğu büyük olan sıvı altta, küçük olan sıvı üstte toplanır.

  • Alttaki musluk açılarak alttaki sıvı başka kaba alınır; ara çizgi musluğa geldiğinde musluk kapatılır.

  • Örnek: Zeytinyağı – Su karışımı (Su altta kalır ve ilk boşaltılır, zeytinyağı üstte kalır).

• Yüzdürme (Flotasyon):

  • Sıvıda çözünmeyen ve yoğunlukları sıvıdan farklı olan katı-katı karışımları ayırmak için kullanılır.

  • Örnek: Talaş – Kum karışımı. Suya atıldığında yoğunluğu sudan küçük olan talaş su yüzeyinde yüzerken, yoğunluğu büyük olan kum dibe çöker. Yüzeydeki talaş süzgeçle toplanır.

4. Tanecik Boyutu Farkı ile Ayırma

Maddelerin irilik ve boyut farklarından yararlanılan mekanik yöntemlerdir:

• Süzme: Bir sıvı veya gaz içinde çözünmeden asılı kalan katı tanecikleri ayırmak için gözenekli filtreler kullanılır.

  • Örnek: Haşlanmış makarna ile su, kum ile su, tebeşir tozu ile su, toz maskeleri.

• Eleme: Farklı boyutlardaki iki katı taneciği delikli elek yardımıyla ayırmaktır.

  • Örnek: Un ile kepek, çakıl taşı ile kum, inşaat kumu eleme.

• Diyaliz: Tıbbi alanda kanın gözenekli yarı geçirgen zarlardan geçirilerek mikroskobik atıklardan (üre, fazla tuz) temizlenmesidir.

5. Manyetik Özellik (Mıknatıs ile) Ayırma

• Kural: Mıknatıs yalnızca Demir ($\text{Fe}$), Nikel ($\text{Ni}$) ve Kobalt ($\text{Co}$) metallerini çeker.

• İki katıdan birinin bu metallerden biri olması, diğerinin ise mıknatıstan etkilenmemesi gerekir.

• Örnekler:

  • Demir tozu + Kükürt tozu $\longrightarrow$ Mıknatıs demiri çeker, kükürt kalır.

  • Demir tozu + Kum $\longrightarrow$ Mıknatıs demiri çeker.

  • Çöplerin geri dönüşüm tesislerinde ayrıştırılması (hurdalıklardaki dev elektro-mıknatıslar).

• Hata Tuzağı: Demir tozu + Nikel tozu karışımı mıknatısla ayrılamaz, çünkü mıknatıs ikisini de çeker.

Ayırma Yöntemleri Karşılaştırma Tablosu