HOMOJEN KARIŞIMLARI AYIRMA YÖNTEMLERI - KIMYA - 2025

Homojen karışımları ayırma yöntemleri, bütün kimyasal reaksiyonların kullanımını yapmadan, aynı fazda entegre bileşenleri veya çözünmüş elde edilmesi için izin veren, olanlardır; yani sıvı, katı veya gazdan.

Bu tür homojen karışımlar, çözünen partiküllerin çıplak gözle ayırt edilemeyecek kadar küçük olduğu solüsyonlardan oluşur. O kadar küçüktürler ki, çözüm içlerinden geçerken onları tutacak kadar dar veya seçici filtreler yoktur. Santrifüj veya manyetizasyon gibi ayırma tekniklerine de yardımcı olmuyor.

Homojen karışımların aşamalar halinde nasıl ayrılabileceğine dair açıklayıcı örnek. Kaynak: Gabriel Bolívar.

Yukarıda, çözümlerin bileşenlerine nasıl ayrıldığına dair bir örnek var. İlk karışım (kahverengi) eşit derecede homojen (turuncu ve mor) olmak üzere iki bileşene ayrılır. Son olarak, ortaya çıkan iki karışımdan çözücü (beyaz) ve dört ayrı çözünen madde çifti (kırmızı-sarı ve kırmızı-mavi) elde edilir.

Çözeltileri ayırmak için yöntemler veya teknikler arasında buharlaştırma, damıtma, kromatografi ve fraksiyonel kristalizasyon var. Karışımın karmaşıklığına bağlı olarak, homojenlik bozulana kadar bu yöntemlerden birden fazlasının kullanılması gerekebilir.

Karışımların ana ayırma yöntemleri

- Buharlaşma

Tek bir çözünen maddenin homojen karışımlarını ayırmanın en basit yöntemi buharlaştırma işlemidir.

En basit homojen karışımlar, tek bir çözünen maddenin çözündüğü çözeltilerdir. Örneğin, yukarıdaki görüntüde, görünür ışığın çözünen maddenin parçacıklarıyla soğurulması ve yansıması nedeniyle renkli bir çözelti vardır.

Hazırlanırken iyice çalkalanmışsa, diğerlerinden daha açık veya daha koyu bölgeler olmayacaktır; hepsi eşit, tekdüze. Bu renkli parçacıklar herhangi bir mekanik yöntemle çözücüden ayrılamaz, bu nedenle bunu başarmak için ısı (kırmızı üçgen) şeklinde enerjiye ihtiyacınız olacaktır.

Böylece, renkli çözelti hızlanmak ve çözücünün kabından buharlaşmasına izin vermek için açık havada ısıtılır. Bu olurken, çözünen partikülleri ayıran hacim azalır ve bu nedenle etkileşimleri artar ve yavaş yavaş çökelme ile sonuçlanır.

Sonuç, renkli çözünen maddenin kabın dibinde kalması ve çözücünün tamamen buharlaşmasıdır.

Buharlaşmanın dezavantajı, çözünen maddeleri ayırmaktan ziyade, çözücüyü kaynama noktasına kadar ısıtarak ortadan kaldırmaktır. Kalan katı, birden fazla çözünen maddeden oluşabilir ve bu nedenle, onu izole edilmiş bileşenlerinde tanımlamak için başka ayırma yöntemleri gereklidir.

- Damıtma

Damıtma

Damıtma, homojen çözeltileri veya karışımları ayırmak için belki de en yaygın kullanılan yöntemdir. Kullanımı tuzlar veya erimiş metaller, yoğunlaştırılmış gazlar, çözücü karışımları veya organik özütleri kapsar. Çözünen madde çoğu zaman bir sıvıdır ve kaynama noktası çözücününkinden birkaç derece farklıdır.

Bu tür kaynama noktaları arasındaki fark yüksek olduğunda (70 C'den fazla), basit damıtma kullanılır; ve değilse, fraksiyonel bir damıtma yapılır. Her iki damıtma da birden fazla düzene veya tasarıma ve farklı kimyasal yapıdaki (uçucu, reaktif, polar, apolar, vb.) Karışımlar için farklı bir metodolojiye sahiptir.

Damıtmada, hem çözücü hem de çözünen maddeler korunur ve bu, buharlaşmaya göre temel farklılıklarından biridir.

Bununla birlikte, döner buharlaştırma bu iki yönü birleştirir: çözünmüş ve karışabilir bir yağınki gibi bir sıvı-katı veya sıvı-sıvı karışımı, çözücü elimine edilene kadar ısıtılır, ancak bu, katı veya yağ kalırken başka bir kapta toplanır. ilk kapta.

Hava damıtma

Yoğunlaştırılmış hava, oksijen, nitrojen, argon, neon vb. Uzaklaştırmak için kriyojenik fraksiyonel damıtmaya tabi tutulur. Homojen bir gaz karışımı olan hava, teorik olarak çözücü görevi gören azotun çoğunlukta olduğu bir sıvıya dönüşür; ve diğer gazlar da sıvı çözünen maddeler olarak yoğunlaştırılır.

- Kromatografi

Kromatografi, diğer tekniklerin aksine, uzaktan bile benzer verimler sağlayamaz; yani, tüm bir karışımı işlemek için yararlı değil, yalnızca önemsiz bir kısmını işlemek için yararlıdır. Bununla birlikte, sağladığı bilgiler, karışımları bileşimlerine göre tanımladığı ve sınıflandırdığı için analitik olarak son derece değerlidir.

Kağıt veya ince tabaka kromatografisi. Kaynak: Gabriel Bolívar.

Farklı kromatografi türleri vardır, ancak en basit olanı, kolejlerde veya üniversite öncesi kurslarda açıklanan, ilkesi ince bir emici malzeme tabakası (genellikle silika jel) üzerinde geliştirilenle aynı olan kağıttır.

Yukarıdaki görüntü, su veya belirli bir çözücü ile doldurulmuş bir beherin, seçilen üç pigmentin (turuncu, mor ve yeşil) damlalarıyla veya noktalarla bir referans çizgisi ile işaretlenmiş bir kağıt üzerine yerleştirildiğini göstermektedir. Beher, basıncın sabit olması ve çözücü buharları ile doyurulması için kapalı tutulur.

Ardından sıvı, kağıdı yukarı kaldırmaya ve pigmentleri taşımaya başlar. Pigment-kağıt etkileşimleri aynı değildir: bazıları daha güçlüdür, bazıları daha zayıftır. Pigmentin kağıt için ne kadar yakınlığı varsa, başlangıçta işaretlenen çizgiye göre kağıt boyunca o kadar az yükselecektir.

Örneğin: kırmızı pigment, çözücü için daha az afinite hisseden pigmenttir, oysa kağıdın daha fazla tutması nedeniyle sarı neredeyse hiç yükselmez. Çözücünün daha sonra hareketli faz olduğu ve kağıdın sabit faz olduğu söylenir.

- Fraksiyonel kristalleşme

Kesirli kristalleşmenin açıklayıcı örneği. Kaynak: Gabriel Bolívar.

Ve bitirmek için fraksiyonel kristalleşme var. Bu yöntem, homojen bir karışımdan başlayıp heterojen bir karışımla sonuçlandığı için belki bir hibrit olarak sınıflandırılabilir. Örneğin, yeşil bir katının çözündüğü bir çözümünüz olduğunu varsayalım (üstteki resim).

Yeşil parçacıklar, elle veya mekanik olarak ayrılamayacak kadar küçük. Yeşil katının iki bileşenin bir karışımı olduğu ve bu rengin tek bir bileşiği olmadığı da bulunmuştur.

Daha sonra solüsyonu ısıtılır ve soğurken dinlenmeye bırakılır. İki bileşenin, birbirleriyle yakından ilişkili olmalarına rağmen, belirli bir çözücü içindeki çözünürlüklerinin biraz farklı olduğu ortaya çıktı; bu nedenle, ikisinden biri önce, sonra diğeri kristalleşmeye başlayacaktır.

Mavi-yeşil bileşen (görüntünün ortasında) ilk kristalleşirken, sarı bileşen çözülmüş halde kalır. Mavimsi yeşil kristaller olduğu için, sarı kristaller görünmeden önce sıcak olarak filtrelenir. Daha sonra çözücü biraz daha soğudukça sarı bileşen kristalleşir ve başka bir filtreleme yapılır.

Referanslar

1. Whitten, Davis, Peck ve Stanley. (2008). Kimya (8. baskı). CENGAGE Öğrenme.
2. Chelsea Schuyler. (2019). Kromatografi, Distilasyon ve Filtreleme: Karışımları Ayırma Yöntemleri. Ders çalışma. Study.com'dan kurtarıldı
3. CK-12 Vakfı. (16 Ekim 2019). Karışımları Ayırma Yöntemleri. Kimya LibreTexts. Chem.libretexts.org adresinden kurtarıldı
4. İyi Bilim. (2019). Karışımların Ayrılması. Kurtarılan: goodscience.com.au
5. Clark Jim. (2007). İnce tabaka kromatografisi. Kurtarıldı: chemguide.co.uk