Karışımlar ve Karışımların Ayrılması

Karışım : İki ya da daha fazla saf maddenin birbiri içerisinde dağılmasıyla oluşan yapıdır. İkiye ayrılır :

a) Homojen Karışımlar(Çözeltiler) :

Sıvı-sıvı : alkollü su
Sıvı-katı : tuzlu su, şekerli su
Gaz-gaz : hava
Sıvı-gaz : gazoz
Katı-katı : alaşımlar

b) Heterojen Karışımlar :

Sıvı-sıvı(emülsiyon) : zeytinyağı-su
Sıvı-katı(süspansiyon) : çamurlu su, tebeşir tozlu su, ayran, Türk kahvesi
Sıvı-gaz(aerosol) : deodorantlar, spreyler
Akışkan sıvı içerisinde asılı katı parçacıkların yer aldığı karışımlar(kolloidler) : serum, kan plazması

Çözelti ve Çözünürlük

Çözücü + Çözünen = Çözelti

Homojen Karışımların Sınıflandırılması

1) İçerdiği Çözünen Miktarına Göre :

a) Doymamış Çözelti : Belirli bir sıcaklıkta çözebileceğinden daha az miktarda madde çözmüş olan çözeltilerdir.
b) Doymuş Çözelti : Belirli bir sıcaklıkta çözebileceği en fazla maddeyi çözmüş olan çözeltilerdir.
• Katısı ile dengede doygun çözelti dibinde katısı olan doymuş çözeltidir.
c) Aşırı Doymuş Çözelti : Değişen sıcaklık ve basınç koşullarında hazırlanır. Kararsızdır. Tek bir sarsıntı ile dibe katısı çökebilir.

2) Derişimine(Çözünenin çözeltideki yoğunluğuna) Göre :

a) Derişik Çözelti : Çözüneni fazladır.
b) Seyreltik Çözelti : Çözücüsü fazladır.

3) Elektriksel İletkenliklerine Göre :

a) Elektriği İleten Çözeltiler(Elektrolitler) : Çözünme %100 iyonlaşarak olur. Örnek : Asit, baz,tuz.
b) Elektriği Az İleten Çözeltiler(Zayıf Elektrolitler) : Çözünme kısmen iyonlaşarak olur.
c) Elektriği İletmeyen Çözeltiler(Elektrolit olmayanlar) : Çözünme iyonlaşarak değil moleküller halinde dağılarak olur.

Çözünürlük : Belirli bir sıcaklık ve basınçta 100 gram suda çözünen en fazla maddenin kütlesine o maddenin çözünürlüğü denir.

Çözünürlük = Çözünenin Kütlesi(g) / 100 g su

Kütlece Yüzde Derişimi = (Çözünenin Kütlesi / Çözelti Kütlesi) . 100

Çözünürlüğe Etki Eden Faktörler

1) Katı ve Sıvıların, Sıvılardaki Çözünürlüğüne Etki Eden Faktörler :
• Katı ve sıvıların, sıvılardaki çözünürlüğü genellikle endotermiktir.
a) Sıcaklık :
• Endotermik çözünen katı ve sıvılar için, sıcaklık arttıkça çözünürlük artar.
• Ekzotermik çözünen katı ve sıvılar için, sıcaklık arttıkça çözünürlük azalır.
b) Basınç :
• Katı ve sıvıların, sıvılardaki çözünürlüğüne basıncın etkisi yoktur.

2) Gazların, Sıvılardaki Çözünürlüğüne Etki Eden Faktörler :
• Gazların, sıvılardaki çözünürlüğü ekzotermiktir.
a) Sıcaklık :
• Sıcaklık arttıkça gazların, sıvılardaki çözünürlüğü azalır.
b) Basınç :
• Basınç arttıkça gazların, sıvılardaki çözünürlüğü artar.

Karışımların Özellikleri

1) Çözeltilerin kaynama noktası saf suyun kaynama noktasından büyüktür.
• Kaynama, sıvının buhar basıncının dış basınca eşit olduğu an başlar.
• Saf maddelerin kaynamaları süresince sıcaklık sabit kalırken, çözeltilerin kaynamaları süresince sıcaklıkları artar.
• Normal kaynama noktası; 1 atm(76 cm-Hg) basınç altında kaynayan sıvının sahip olduğu kaynama noktasına denir.
• Kaynama sıvının her yerinde ve belli bir sıcaklıkta olurken, buharlaşma sıvının yüzeyinde ve her sıcaklıkta olur.
2) Çözeltilerin buhar basıncı saf suyun buhar basıncından düşüktür. Bunun nedeni çözeltilerde saf su moleküllerinin çevresini saran maddelerin buharlaşmayı güçleştirmesidir.
• Sıvı ne kadar buharlaşıyorsa buhar basıncı o kadar büyüktür.
• Aynı ortamda kaynamakta olan saf su ve çözeltinin buhar basınçları eşittir.
3) Çözeltilerin donma noktası saf suyun donma noktasından küçüktür.

A) Tanecik Boyutu Farkından Yararlanılarak Ayırma Yöntemleri

1) Ayıklama : Tanecik boyutları, şekilleri, vb. özellikleri farklı olan maddelerin oluşturduğu heterojen katı-katı karışımlarını ayırmada kullanılır.
• Mıknatısla ayırma da bir ayıklama yöntemidir.
• Nohutun, fasulyenin, kahve tanelerinin ayrılmasında kullanılır.

2) Eleme : Katı-katı heterojen karışımlarını bileşenlerine ayırmak için tanecik boyutu farkından yararlanılarak yapılan işlemdir.
• Eleme işleminde kullanılan araçlara “elek” denir.
• Çakıl taşlarının ince kumdan ayrılmasında kullanılır.
• Unun yabancı maddelerden ayrılmasında kullanılır.
• Bakliyatlar paketlenmeden önce elenerek boyutlarına göre ayrılırlar.

3) Süzme : Katının sıvı içinde dağılmasıyla oluşan heterojen karışımları bileşenlerine ayırmada kullanılır.
• Çay posasını ayırmada süzgeç, makarnayı süzerken kevgir, laboratuarda ise süzgeç kağıdı kullanılır.
• Süzme yöntemi sadece heterojen katı-sıvı karışımlarını ayırmak için değil, katı-gaz karışımlarını ayırmak için de kullanılır. Örn : toz maskeleri, gaz maskeleri, arabadaki hava filtresi, fabrika bacalarındaki hava filtresi…
• Naftalin-su ve tebeşir tozu-su karışımlarının da ayrılmasında kullanılır.
• Araba motorundaki parçaları süzmede de kullanılır.

4) Diyaliz : Sıvı-katı heterojen karışımlarda katı, süzgeç kağıdından geçebilecek kadar küçük ise süzme ile ayrılamayacağı için santrifüjleme yapılır. Santrifüjleme ile sonuç alınamayan koloidal maddeler için diyaliz yöntemi kullanılır. Diyaliz; koloit karışımların gözenekli zarlardan geçebilmesi temeline dayanan çözümleme ve arıtma yöntemidir.
• Yarı geçirgen bir zar kullanılır.
• Diyaliz makinesiyle kanın temizlenmesi buna örnektir.

B) Yoğunluk Farkından Yararlanılarak Ayırma Yöntemleri

• Farklı iki katı maddeden oluşan bir karışımı ayırmak için, bu karışımın üzerine bileşenlerle etkileşmeyen ve yoğunluğu bileşenlerin yoğunluk değerleri arasında olan bir sıvı eklenir.
• Yoğunlukları farklı ve birbiri içinde çözünmeyen sıvı-sıvı karışımlarının ayrılmasında ayırma hunisi kullanılır.
• Sütün üzerindeki kaymağın ayrılması yoğunluk farkından yararlanılarak olur.

1) Çöktürme : İki çözelti birbirine karıştırıldığında çözeltideki iyonların birbirleriyle tepkime vererek suda çözünmeyen katı oluşturmasına çökme, oluşan katıya çökelek, yapılan işleme ise çöktürme denir.
• Suyun arıtılmasında, içme suyundan demirin uzaklaştırılmasında, atık sulardan fosfatların uzaklaştırılmasında kullanılır.
• Laboratuarda çöktürme işlemi büyük taneciklerle çalışılıyorsa bir beherglas içerisinde, küçük taneciklerle çalışılıyorsa bir santrifüj tüpünde yapılır.

2) Aktarma(Dekantasyon) : Çöktürme işleminde oluşan çökeleğin tamamen dibe çökmesi beklenir. Üstte kalan sıvının bulandırılmadan dikkatlice başka bir kaba ayrılmasıdır.
• Bu işlemde çökeleğin ağır, iri taneli ve kristal yapıda olması gerekir.
• Altının saflaştırılmasında, zeytinyağının posasının ayrılmasında kullanılır.

3) Yüzdürme(Flotasyon) : Sudan hafif, askıda olan katı taneciklerinin su yüzeyine yükseltilerek uzaklaştırılmasıdır.
• Bakır, kurşun çinko cevherlerinin ayrılmasında kullanılır.

C) Çözünürlük Farkından Yararlanılarak Ayırma Yöntemleri

1) Kristallendirme : Sıcaklığın düşmesiyle çözünürlüğü azalan maddenin düzgün geometrik şekilli katı parçalar halinde çöktürülmesine kristallendirme denir.
• İki veya daha çok maddenin(KNO3 – CeSO4 , tuz-şeker) çözünürlük farkıyla ayrılmasına ayrımsal kristallendirme denir.

2) Ekstraksiyon(özütleme-çekme) : Katı veya sıvı bir karışımın ilave edilen çözücü yardımıyla karışmış olduğu diğer katı ve sıvıdan ayrılması işlemidir.
• Şeker pancarından şeker, karanfilden karanfil yağı eldesinde kullanılır.
• Homojen karışımlardan ya da katı karışımlarından istenen maddeyi ayırmada kullanılır.

D) Kaynama Noktası Farkından Yararlanılarak Ayırma Yöntemleri

1) Damıtma(Basit damıtma) : Bir katının çözünmesiyle oluşan homojen karışımlarından sadece katı bileşeni elde etmek istiyorsak buharlaştırma işlemi, her iki bileşeni elde etmek istiyorsak basit damıtma(destilasyon) yapılır.
• Damıtma ile elde edilen sıvıya destilat denir.

2) Ayrımsal Damıtma : Kaynama noktaları birbirine yakın homojen sıvı-sıvı karışımlarının bileşenlerine daha saf olarak ayrılması için kullanılır.
• Ayrımsal damıtma ile damıtma arasındaki tek fark ayrımsal damıtma düzeneğinde fraksiyon kolunun bulunmasıdır.
• Alkol-su karışımının ayrılmasında kullanılır.
• Petrolün rafinelerde çeşitli ürünlere ayrılmasında kullanılır.