Bu yazımızda saf madde ve karışımların ne olduğunu, karışımları ayırma yöntemlerini ele alacağız. Her birimiz onları günlük hayatta kullanırız. Saf maddeler doğada hiç bulunur mu? Ve bunları karışımlardan nasıl ayırt edebiliriz?
Saf maddeler ve karışımlar: karışımları ayırmanın yolları
Saf maddeler, yalnızca belirli türde parçacıklar içeren maddelerdir. Bilim adamları, ihmal edilebilir oranlarda da olsa hepsi safsızlıklar içerdiğinden, pratik olarak doğada var olmadıklarına inanıyorlar. Kesinlikle tüm maddeler suda çözünür. Örneğin, bu sıvıya gümüş bir halka daldırılsa bile, bu metalin iyonları çözeltiye girecektir.
Saf maddelerin bir işareti, bileşimin ve fiziksel özelliklerin sabitliğidir. Oluşumları sürecinde, enerji miktarında bir değişiklik meydana gelir. Üstelik hem artabilir hem de azalabilir. Saf bir madde, yalnızca kimyasal bir reaksiyonla bileşenlerine ayrılabilir. Örneğin, sadece damıtılmış su bu madde için tipik bir kaynama ve donma noktasına sahiptir,tat ve koku eksikliği. Ve oksijeni ve hidrojeni sadece elektroliz ile ayrıştırılabilir.
Ve bunların agregaları saf maddelerden nasıl farklıdır? Kimya bu soruyu cevaplamamıza yardımcı olacaktır. Karışımları ayırma yöntemleri fizikseldir, çünkü maddelerin kimyasal bileşiminde bir değişikliğe yol açmazlar. Saf maddelerden farklı olarak karışımlar değişken bileşim ve özelliklere sahiptir ve fiziksel yöntemlerle ayrılabilirler.
Karışım nedir
Karışım, tek tek maddelerin bir koleksiyonudur. Bir örnek deniz suyudur. Damıtılmışın aksine, acı veya tuzlu bir tada sahiptir, daha yüksek bir sıcaklıkta kaynar ve daha düşük bir sıcaklıkta donar. Madde karışımlarını ayırma yöntemleri fizikseldir. Böylece deniz suyundan buharlaştırma ve ardından kristalleştirme yoluyla saf tuz elde edilebilir.
Karışım türleri
Suya şeker eklerseniz bir süre sonra parçacıkları çözülür ve görünmez hale gelir. Sonuç olarak, çıplak gözle ayırt edilemezler. Bu tür karışımlara homojen veya homojen denir. Hava, benzin, et suyu, parfüm, tatlı ve tuzlu su ve bakır ve alüminyum alaşımı da bunlara örnektir. Gördüğünüz gibi, homojen karışımlar farklı kümelenme durumlarında olabilir, ancak sıvılar en yaygın olanıdır. Bunlara çözüm de denir.
Heterojen veya heterojen karışımlarda, tek tek maddelerin parçacıkları ayırt edilebilir. Demir ve ahşap talaşları, kum ve sofra tuzu tipik örneklerdir. Heterojen karışımlara süspansiyon da denir. Bunlar arasında süspansiyonlar ve emülsiyonlar ayırt edilir. Birincisi bir sıvı ve bir katıdan oluşur. Yani, bir emülsiyon, su ve kum karışımıdır. Bir emülsiyon, farklı yoğunluktaki iki sıvının birleşimidir.
Özel adlara sahip heterojen karışımlar vardır. Bu nedenle, köpük örneği köpüktür ve aerosoller arasında sis, duman, deodorantlar, oda spreyleri, antistatik maddeler bulunur.
Karışımları ayırma yöntemleri
Elbette, birçok karışım, onları oluşturan tek tek maddelerden daha değerli özelliklere sahiptir. Ancak günlük yaşamda bile ayrılmaları gereken durumlar vardır. Ve endüstride, tüm endüstriler bu sürece dayanmaktadır. Örneğin, işlenmesi sonucu yağdan benzin, gaz yağı, gazyağı, akaryakıt, güneş yağı ve makine yağı, roket yakıtı, asetilen ve benzen elde edilir. Katılıyorum, bu ürünleri kullanmak akılsızca yağ yakmaktan daha karlı.
Şimdi karışımları ayırmak için kimyasal yöntemler diye bir şey olup olmadığına bakalım. Sulu bir tuz çözeltisinden saf maddeler elde etmemiz gerektiğini varsayalım. Bunu yapmak için, karışım ısıtılmalıdır. Sonuç olarak, su buhara dönüşecek ve tuz kristalleşecektir. Fakat aynı zamanda, bir maddenin diğerine dönüşümü olmayacaktır. Bu, bu sürecin temelinin fiziksel fenomenler olduğu anlamına gelir.
Karışımları ayırma yöntemleri, kümelenme durumuna, çözülme yeteneğine, kaynama noktasındaki farka, bileşenlerinin yoğunluğuna ve bileşimine bağlıdır. Her birini belirli bir konuda daha ayrıntılı olarak ele alalım.örnekler.
Filtreleme
Bu ayırma yöntemi, bir sıvı ve çözünmeyen bir katı içeren karışımlar için uygundur. Örneğin, su ve nehir kumu. Bu karışım bir filtreden geçirilmelidir. Sonuç olarak, temiz su içinden serbestçe geçecek ve kum kalacaktır.
Yerleşme
Karışımları ayırmanın bazı yöntemleri yerçekimi etkisine dayanır. Böylece süspansiyonlar ve emülsiyonlar saf maddelere ayrıştırılabilir. Bitkisel yağ suya girerse, karışım önce çalkalanmalıdır. Sonra bir süre bırakın. Sonuç olarak, su kabın dibinde olacak ve yağ onu bir film şeklinde kaplayacaktır.
Laboratuvar koşullarında çökeltme için ayırma hunisi kullanılır. Çalışmasının bir sonucu olarak, hafif olan kalırken, daha yoğun olan sıvı kaba boş altılır.
Yerleşme, işlemin düşük hızı ile karakterize edilir. Çökeltinin oluşması belirli bir süre alır. Endüstriyel koşullarda bu yöntem çökeltme tankları adı verilen özel yapılarda gerçekleştirilir.
Mıknatısla hareket
Karışım metal içeriyorsa, bir mıknatıs kullanılarak ayrılabilir. Örneğin, ayrı demir ve ahşap talaşları. Ancak tüm metaller bu özelliklere sahip mi? Hiç de bile. Bu yöntem için sadece ferromıknatıs içeren karışımlar uygundur. Bunlara demire ek olarak nikel, kob alt, gadolinyum, terbiyum, disprosyum, holmiyum, erbiyum dahildir.
Distilasyon
Bu başlıkLatince'den çevrilmiş, "boş altma damlaları" anlamına gelir. Damıtma, maddelerin kaynama noktaları arasındaki farka dayalı olarak karışımları ayırma yöntemidir. Böylece evde bile alkol ve su ayrılabilir. İlk madde zaten 78 santigrat derece sıcaklıkta buharlaşmaya başlar. Soğuk yüzeye dokunan alkol buharı yoğunlaşarak sıvı hale gelir.
Endüstride petrol arıtma ürünleri, aromatik maddeler, saf metaller bu şekilde elde edilir.
Buharlaşma ve kristalleşme
Bu ayırma yöntemleri sıvı çözeltiler için uygundur. Bileşimlerini oluşturan maddeler kaynama noktalarına göre farklılık gösterir. Böylece, içinde çözündükleri sudan tuz veya şeker kristalleri elde etmek mümkündür. Bunu yapmak için, çözeltiler ısıtılır ve doymuş bir duruma buharlaştırılır. Bu durumda, kristaller biriktirilir. Saf su elde etmek gerekirse, çözelti kaynatılır, ardından buharlar daha soğuk bir yüzeyde yoğunlaştırılır.
Gaz karışımlarını ayırma yöntemleri
Gaz karışımları, bu işlem özel ekipman gerektirdiğinden laboratuvar ve endüstriyel yöntemlerle ayrıştırılır. Doğal kökenli hammadde hava, kok, jeneratör, ilişkili ve hidrokarbonların bir kombinasyonu olan doğal gazdır.
Gaz halindeki karışımları ayırmak için fiziksel yöntemler aşağıdaki gibidir:
- Yoğuşma aşamalı bir süreçtirbileşenlerinin yoğunlaşmasının meydana geldiği karışımın soğutulması. Bu durumda öncelikle ayırıcılarda toplanan yüksek kaynama noktalı maddeler sıvı hale geçer. Bu şekilde kok fırını gazından hidrojen elde edilir ve amonyak da karışımın reaksiyona girmemiş kısmından ayrılır.
- Sorpsiyon, bazı maddelerin başkaları tarafından emilmesidir. Bu işlem, reaksiyon sırasında dengenin kurulduğu zıt bileşenlere sahiptir. İleri ve geri işlemler farklı koşullar gerektirir. İlk durumda, yüksek basınç ve düşük sıcaklığın bir kombinasyonudur. Bu işleme sorpsiyon denir. Aksi takdirde, zıt koşullar kullanılır: yüksek sıcaklıkta düşük basınç.
- Membran ayırma, çeşitli maddelerin moleküllerini seçici olarak geçirmek için yarı geçirgen bölümlerin özelliğinin kullanıldığı bir yöntemdir.
- Geri akış - karışımların yüksek kaynama noktalı kısımlarının soğumalarının bir sonucu olarak yoğunlaştırılması işlemi. Bu durumda, ayrı bileşenlerin sıvı durumuna geçiş sıcaklığı önemli ölçüde farklılık göstermelidir.
Kromatografi
Bu yöntemin adı "Renklerle yazarım" olarak çevrilebilir. Suya mürekkebin eklendiğini düşünün. Filtre kağıdının ucunu böyle bir karışıma indirirseniz emilmeye başlayacaktır. Bu durumda, su, bu maddelerin farklı bir soğurma derecesi ile ilişkili olan mürekkepten daha hızlı emilecektir. Kromatografi yalnızca karışımları ayırmak için bir yöntem değil, aynı zamanda maddelerin difüzyon ve çözünürlük gibi özelliklerini incelemek için de bir yöntemdir.
Yani tanıştık"saf maddeler" ve "karışımlar" gibi kavramlarla Birincisi, yalnızca belirli bir türdeki parçacıklardan oluşan elementler veya bileşiklerdir. Örnekleri tuz, şeker, damıtılmış sudur. Karışımlar, bireysel maddelerin bir koleksiyonudur. Bunları ayırmak için çeşitli yöntemler kullanılmaktadır. Ayrılma şekilleri, bileşenlerinin fiziksel özelliklerine bağlıdır. Başlıcaları çökeltme, buharlaştırma, kristalizasyon, filtrasyon, damıtma, manyetizasyon ve kromatografidir.
