Karışımların Ayrılması (deneyler)

Konu: Karışımların Ayrılması (deneyler) Cuma Ocak 08, 2010 5:26 pm

Karışımların Ayrılması
Hepimiz güncel yaşantımızda çeşitli yanlışlar, hatalar yaparak birçok maddeleri karıştırırız. Bunlara basit bir örnek vermemiz gerektiğinde, kara biber ile tuzun veya şekerin karışması aklımıza gelebilir. Toplu iğnelerin bir çarpma sonucu yere dökülmesi gibi karışımların ayrılması işlemlerinin nasıl yapılacağını düşünürüz.
Ayrıca şu karışımları birbirinden nasıl ayırırsınız?
* Demir tozu - kükürt karışımı nasıl ayrılabilir?
*Saman ve buğday karışımından buğdayı nasıl ayırırsınız?
*Tuzlu sudan tuz nasıl ayrılabilir?
*Alkol -su karışımını nasıl ayırırsınız?
*Zeytin yağı ve su karışımı nasıl ayrılır?
*Tuz ve şeker karışımını nasıl ayrıştırırsınız?

a - Elektriklenme İle Ayırma

Saçlarımızı bakalit bir tarak ile tararken, naylon veya orlondan yapılmış giysilerimizi giyinir veya çıkartırken bazen bir elektriklenmeden dolayı kıvılcımların çıktığını özellikle geceleri görmüş olabiliriz. Bu olayın nedeni ise sürtünme ile oluşan az miktardaki elektrik yüküdür. Bu tür bir tehlikesiz elektrik yüklenmesi ile bazı maddelerin ayrılması mümkün olabilir.

Deney: Katı - Katı madde karışımının elektriklenme ile ayrılması

Araç - Gereç:
1 adet Tarak
Ebonit çubuk
Küçük kumaş parçası
Dosya kağıdı
Kuru tuz
Kuru kırmızı biber
Kuru kara biber

Deneyin Yapılışı:
*Kuru olarak hazırlanan yemek tuzu ve kara biberden bir miktar alınıp, deney masası üzerine dökerek karıştırınız.
*Ebonit çubuğunuzu veya tarağınızı kumaş parçasına 4 - 5 kere çok hızlı bir şekilde, sürterek cubuk v tarağın elektriklenmesini sağlayınız.
*Çubuğunuzu karışıma değmeyecek şekilde yaklaştırınız.
*Çubuğunuzu karışımda çekiniz. Başka bir kağıt üzerine getirip tarağı hafifçe silkeleyiniz. Bu işlemleri birkaç kere daha yapınız.
*Deney sonunda çubuk veya tarak ile karışımı karıştırınız.

b - Mıknatıs İle Ayırma:

Günlük yaşantımızda kullandığımız birçok maddenin mıknatıslanma ve mıknatısla çekilme özeliğini görürüz. Bu özelliği kullanarak karışım içindeki maddeleri ayırmamız mümkün olur. Mıknatıslanma özeliği Fe, Ni, Co vb. maddalerde görülebilmektedir.

Deney: Katı - Katı madde karışımının mıknatıs ile ayrılması

Araç - Gereç:
1 adet büyüteç
1 adet mıknatıs
Demir tozu
Kükürt

Deneyin Yapılışı:
*Demir Tozları ile kükürt tozlarını bir kağıdın üzerinde iyice karıştırınız.
*Karışıma elinizdeki mıknatısı yaklaştırınız.
*Mıknatısı karışıma yaklaştırmadan önce mıknatısın uçlarını ince bir kağıt ile kapatırsanız, demir tozlarının çekilişini daha rahat görürsünüz.
*Mıknatısın üzerinde toplanan demir tozlarını ayırmak, temizlemek çok zor olabilir. Kısmen temizlenen mıknatısı karışıma tekrar yaklaştırmak suretiyle ayırma işleminin tam olmasını sağlayınız.
*Mıknatıs üzerine koyduğumuz kağıdı aldığınızda tam olarak mıknatıs temizlenmiş olur.
*Aynı şekilde yere dökülen, toplu iğnelerin bir mıknatıs ile toplanması olayının da aynı olduğunu bilmeniz gerekir.
*Magnetik ve elektrik alandan etkilenen metallerden bazıları : Demir, Nikel, Kobalt ...

Bu iki ayırma işlemlerinde kullanılan yöntem yukarıda belirtilmeyen, madde özelliklerinin dışında bir özellik olmaktadır. Bunun nedeni maddelerin belirgin özelliklerini biliyor isek bu özellikleri de kullanarak ayırmaişlemlerinin yapılabileceğini belirtmek için bu örnekler verilmiştir. Mutlaka genel özellik kullanılacak diye bir şart yoktur. Önemli olan madde özelliklerini iyi bilmek ve maddeleri tanımaktır.

c - Öz Kütle Farkı İle Ayırma

Maddelerin özelliklerini incelediğimizde, öz kütlenin maddeler için ayırt edici bir özellik olduğunu belirlemiş idik. Öz kütleleri farklı katıların birbirinden ayrılması değişik şekillerde gerçekleştirilebilir. Buğday içerisinde taş ve kum tanecikleri var ise bu karışım öz kütle farkından ayrılır. Bu taşlı buğday geniş bir tepsi içine konur. Tepsi içindeki karışımın zıplatılarak buğdayın hafif olmasından dolayı tepsinin kenarlarına doğru yayılıp yere düşmesi taş ve kumların ortaya doğru toplanması kalanın da tamamen temizlenmesi ise karışımın su içerisine atılması ile olur. Taş ve kum taneciklerinin öz kütleleri büyük olduğu için suyun dibine çöker. Buğday taneleri suyun üstünde yüzer, üstten buğday taneleri alınır. Buğday taneleri ile taş taneleri tamamen ayrılır. Bu ayırma yönteminin uygulanabilmesi için katı maddelerin sıvı içerisinde çözünmemesi ve katı maddelerden birinin öz kütlesi sıvının öz kütlesinden büyük diğer maddenin ki ise küçük olmalıdır. Bunun gibi birçok karışımlar sıvı içerisinde çözünmeden öz kütle farkı ile atrılmsı mümkün olur. Öz kütle farkı ile ayrılmıyor ise farklı ayırma işlemleri düşünülür. Şimdi bu özelliği kullanarak maddelerin birbirinden nasıl ayrılacağını görelim.

Deney: Katı - Katı madde karışımın özkütle farkı ile ayrılması

Araç - Gereç:
Beher glas
2 adet saat camı
1 adet kaşık
2 adet erlenmayer
1 adet huni
Kükürt tozu
Tahta talaşı
Demir tozu
Süzgeç kağıdı

Deneyin Yapılışı:
*100 santimetreküplük beher glas yarısına kadar su koyunuz.
*Demir tozları ile tahta talaşını bir kağıt üzerine dökerek karıştırınız.
*Elde ettiğiniz karışımı su ile dolu olan beher glas içine dökünüz. Kaşık ile karıştırınız.
*Bir süre bekleyiniz. Karışımı oluşturan maddelerden hangisinin özkütlesi, suyunkinden büyük ise onun suda dibe çöktüğünü, öz kütlesi küçük olanın suyun üzerinde yüzdüğünü göreceksiniz.
*Elinizdeki kaşık ile suyun yüzeyinde, yüzen odun talaşlarını alarak başka bir kap veya saat camı üzerine koyunuz. Kaşık ile odun talaşlarının hepsini toplayınız.
*Kaşık kullanmıyor iseniz, süzgeç kağıdını huninin içine yerleştiriniz. Onuda erlenmayere koyunuz. Beherdeki suyu dibindeki demir tozları kalıncaya kadar huniye boşaltınız. Tahta talaşları süzgeç kağıdının üzerinde toplanacaktır. Saat camı veya süzgeç kağıdı sıcak bir yere konulduğunda suyun buharlaşması kuru halde tahta talaşı ve demir tozlarının elde edilmesi mümkün olur.
*Aynı şekilde demir tozu, kükürt tozu karışımıda ayrılabilmektedir.

d - Süzme İle Ayırma:
Sıvıda çözünmeyen bir katı ile oluşturulan heterojen katı - sıvı karışımındaki maddeler süzülerek birbirlerinden ayırt edilebilir. Örneğin; çayın demlenmesi olayında, kaynayan su ile çay tanecikleri karıştırılır. Bir süre bekletildikten sonra demlenmiş çay heterojen bir karışım oluşturur. Demlikteki çay karışımını bardağımıza koyarken çay tanelerini ayırmak için süzgeç kullanırız. Bu süzme işlemi sonunda çay taneleri süzgeçte kalırken demlenmiş çay deliklerden geçerek bardağımıza birikir. Böylece çay taneleri ile çay süzme ile ayrılır. aynak suları yer altında tabii süzgeçlerden geçerek süzülür yer yüzüne temiz ve berrak olarak çıkar. Bulanık sular da bu metodla ayrılır. Bu durumu bir deneyle inceleyelim.

Araç - Gereç:
2 adet beher glas
1 adet huni
1 adet erlenmayer
Süzgeç kağıdı
Toprak
Su
Toz kömür
Kum
Cam çubuk

Deneyin yapılışı:
*Büyük bir cam huniyi erlenmayer içine yerleştiriniz. İçine süzgeç kağıdını hazırlayıp yerleştiriniz.
*Süzgeç kağıdının içine kat kat kum, kömür tozu ve çakılı yerleştiriniz.
*Beher glas içine yarısına kadar su koyunuz ve içine bir miktar toprak atıp karıştırıcı ile iyice karıştırınız.
*Beher glastaki çamurlu bulanık suyu huniye yavş yavaş dökünüz.
*Süzme işlemi bittikten sonra suda hafif bulanıklık varsa, süzme işlemini birdaha tekrarlayınız.

e - Çözünürlük Farkı İle Ayırma

Bundan önceki bölümlerde maddelerin farklı çözücülerde farklı miktarlarda çözündüğünü incelemiştik. Bu özelliğin, maddeler çin ayırt edici bir özellik olduğunu belirtmiştik. Bu özellikten faydalanarak karışımlardaki maddeleri birbirlerinden ayırt edelim.

Deney: Katı - Katı madde karışımının çözünürlük farkı ile ayrılması

Araç - Gereç:
2 adet beher glas
1 adet ispirto ocağı
1 adet huni
1 adet tahta kıskaç
1 adet porselen kapsül
1 adet süzgeç kağıdı
1 adet cam çubuk
1 adet saca yağı
Şeker
Yemek tuzu
Kum
Kükürt tozu

Deneyin Yapılışı:
*Beher glasa dörtte birine kadar su koyunuz.
*Yemek tuzu ile kumu birbiriyle iyice karıştıralım.
*Karışımı su ile dolu beher içine aktarın, cam çubuk ile iyice karıştırınız.
*Huni içine süzgeç kağıdınızı yerleştirin ve süzün.

Süper Üye Mesaj Sayısı : 65 Nerden : TÜRKİYE Kayıt tarihi : 25/05/09

f - Hal Değiştirme Sıcaklıkları Farkı İle Ayırma

Birbiri içinde çözünen sıvıların öz kütleleri farklı olsa da bu sıvıların çözünmesinden dolayı sıvı homojen bşr karışım elde ederiz. Bu karışımı ayırma hunisi ile ayırma olanağımız yoktur. Bu karışımda maddelerin diğer ayırt edici özelliklerini kullanmalıyız. Bu özellik sıvıların kaynama sıcaklıklarıdır.
Karışımdaki sıvıların kaynama sıcaklıklarının farklı olmasından yararlanılarak, buharlaştırılan sıvı damıtma yöntemi ile ayırma ve saflaştırma işlemine tabi tutulur. Bu saflaştırma işlemine ayrımsal damıtma denir. Örnek olarak, hem petrolün ayrımsal damıtma yöntemi uygulanarak türevlerine ayrılması gibi. Ayırma işlemine de "Ayrımsal Damıtma" denir. Burada sıvıların kaynama sıcaklıklarından faydalanılır. Kaynama noktaları farklı sıvıların karışmasıile elde edilen karışımın ayrılmalarında kaynama noktası küçük olan sıvı ilk buharlaşan sıvıdır. Daha sonra kaynama sıcaklıklarının büyüklük sırasına göre buharlaşma olur. Bu özellikten faydalanılarak ayrımsal damıtma yapılır.
Erime, kaynama ve süblimleşme sıcaklıkları farklı olan iki madde bu özelliklerden yararlanılarak birbirlerinden ayrılabilir. Erime noktaları farklı olan iki katı madde karışımı , erime noktası düşük olan katının erime noktasına kadar ısıtıldığında bu madde eriyerek sıvı hale geçtiğinde, erime sıcaklığı yüksek olan madde katı halde kalır. Bu sıcaklıkta sıvı ile katı birbirinden ayrılır. Örneğin; aşırı tuzlu tere yağındaki tuzun bu yöntemle yağdan ayrılması mümkün olur. Sanayide özellikle metallerin saflaştırılmasında çok sık kullanılan bir yöntemdir.

Deney: Erime sıcaklıkları farkı ile katı karışımların ayrılması

Araç - Gereç:
2 adet beher glas
1 adet dereceli silindir
1 adet terazi
1 adet tartım takımı
1 adet ispirto ocağı
2 adet saat camı
1 adet cam çubuk
1 adet huni
1 adet kaynama taşı
Süzgeç kağıdı
Demir tozu veya talaşı
Kalay tozu veya talaşı

Deneyin Yapılışı:
*Eşit miktarda, örneğin; 5'er gram demir tozu, kalay tozundan tartarak etiketleri yapıştırılmış cam tüpler içine koyunuz.
*Bu maddelerin yarısını bir porselen krozeye koyup, cam çubuk ile iyice karıştırılır. Maddelerin geri kalan kısımları, deney sonunda mukayese yapmak amacıyla saklanır.
*Porselen kroze ocak üstündeki tel kafes üzerine yerleştirilir. Erime gözleninceye kadar yavaş yavaş ısıtılır.
*Erime başlayınca kroze maşa ile tutularak içindeki eriyen kısım hemen bir saat camı üzerine, katı kısım krozede kalacak şekilde aktarılır.
*Kroze de kalan katı maddeyi saat camı üzerine dökünüz. Bu A maddesi olsun. Bunu daha sonraki bir işlem için bekletiniz.
*Saat camı üzerindeki sıvıyı soğumaya bırakınız. Bu sırada saat camındaki olayı gözleyiniz. Soğumanın çabuk olması için soğuk bir su banyosu kullanabilirsiniz. Bu da B maddesi olsun.
*Saat camları üzerinde bulunan A ve B maddelerini kurutunuz ve tartınız.
*Elde edilen bu maddeler başlangıç maddeleri ile karşılaştırılır.

Maddelerin belirli sıcaklıklardaki çözünürlüklerinin farklı olduğunu öğrenmiştik. Belirli miktarda suda, maddeler belirli sıcaklıklarda, beelirli miktarda çözünebilceklerinden bu özellikleri kullanmak sureti ile maddelerin, sıcakta veya soğukta çözünürlük farkından dolayı çöktürme işlemlerine ayrımsal kristallenme denir.

Deney: Kaynama sıcaklıkları farkı ile sıvı karışımların ayrılması

Araç - Gereç:
2 adet beher glas
1 adet termometre 1 adet dereceli silindir
1 adet ispirto ocağı
1 adet cam çubuk
1 adet tahta kıskaç
2 adet masned
1 adet lastik boru
1 adet delikli tıpa
1 adet kaynama taşı
Dik açılı cam boru
Alkol
Su
Kıskaç

Deneyin Yapılışı:
*20 santimetreküp etil alkol ve aynı oranda suyu dereceli silindirle ölçerek beher glas içine koyup karıştırınız.
*Hazırladığınız karışımdan 10 santimetreküpünü deney tüpüne koyunuz, tıpasını kapatınız.
*Termometrenin haznesinin ucu sıvı karışıma değinceye kadar tüpe sokunuz. Sacayağı üzerine oturtunuz. Lastik boruyu da su banyosunda bulunan toplama tüpüne sokunuz.
*Tüpteki karışımın sıcaklığını okuyunuz. İspirto ocağını yakarak ısıtmaya başlatınız. Her otuz saniyede bir sıcaklık değişimini okuyunuz. Zamanı ve okuduğunuz sıcaklığı deney defterine yazınız.
*Kaynama sıcaklığını belirleyiniz. Karışımın yarısından fazlası buharlaşıncaya kadar ısıtmaya devam ediniz.
*Elde ettiğiniz değerleri kullanarak kaynama sıcaklığının zamana göre grafiğini çiziniz.
*Tüpe bir parça süzgeç kağıdını batırınız, sıvıyı emdirdikten sonra çıkarınız. Kağıdı kibritle yakınız. Aynı şekilde kalan sıvının da yanıp yanmadığını kontrol ediniz.

Gaz Karışımların Ayrılması

Bu bölüme kadar katı - katı, sıvı - sıvı, katı - sıvı gibi karışımların bileşenlerine ayırma işlemlerini gördük ve bu karışımları da öz kütle, çözünürlük, kaynama noktaları gibi ayırt edici özelliklerini kullanarak ayırt ettik. Gaz maddenin sıvıda çözünmesi ile oluşan bir karışımı bileşenlerine ayırmak kolaydır. Karışım ısıtılırsa gazların çözünürlüğü sıcaklıkla azalacağından dolayı gaz madde karışımdan ayrılır.
Gaz karışımlarını birbirinden ayırmak çok kolay olmakla beraber, böyle karışımları birbirinden ayırmanın birçok yolları vardır. Örneğin; Hava ve amonyak gaz karışımının ayrılmasında çözünürlük ayırt edici özellik olarak kullanılabilir. Soğuk sudan karışım geçirildiğinde amonyak gazı suda çözünerek havadan ayrılır. Karışımı oluşturan gazların yanıcılık özellikleri farklı ise yakma işlemi kullanılabilir. Bu gibi ayırma yöntemleri gazların neler olduğunu ve özelliklerini bildiğimiz takdirde ayırma yöntemlerini çoğaltabiliriz.
Gaz karışımları damıtma yöntemi ile kendisini oluşturan bileşenlere ayrılabilir. Gazların yoğunlaşma sıcaklıklarındaki farktan yararlanarak bir ayırma deneyi yapalım. Teknikte oksijen ve azot gazlarının elde edilmesi bu özellikten faydalanılarak havanın sıvılaştırılmasından elde edilir.

Deney: Gaz halden sıvı hale geçiş sıcaklıkları farkı ile gaz karışımların ayrılması

Araç - Gereç:
2 adet deney tüpü
1 adet dik açılı boru
1 adet "u" şeklinde cam boru
1 adet lastik boru
2 adet delikli lastik tıpa
2 adet beher glas (600 santimetreküplük)
1 adet delikli deney tahtası
1 adet ispirto ocağı
Kurşun nitrat
Buz, tuz
Su
Kibrit

Deneyin Yapılışı:
*Isıtma tüpünr 5 gr kadar toz haline getirilmiş kurşun nitrat katısını koyunuz.
*Isıtma tüpünün ağzını sıkıca kapayınız. U borusunun bulunduğu ortadaki beher glasa, dört kısım buz ile bir kısım tuzdan oluşan karışımı kat kat, U borusu etrafına yerleştiriniz.
*Isıtma tüpünün boş olan kısmından başlayarak tüpünüzü hafifce ısıtmaya başlayınız.
*Alevi ara sıra, tüp üzerinde tüp boyunca gezdirerek düzeneğin içindeki havayı iyice boşaltınız.
*Havanın suya doldurulmuş tüpte toplandığını göreceksiniz. Hava kabarcıklarının çıkması iyice yavaşlayınca, havanın toplandığı tüpü yeniden su ile doldurup sağdaki su dolu beher glasa ters olarak daldırınız.
*Kurşun nitratın bulunduğu tüpü şimdi alttan ısıtmaya başlayınız. Kahve rengi buharın çıktığını göreceksiniz.
*U borusuna giriş kolundaki buharın kahve rengi olduğunu görerek, çıkış kolundaki gazın renksiz olduğunu gözlemeniz gerekir.
*U borusundan çıkan renksiz gaz, içi su ile dolu olan tüpte toplanacaktır.
*Burada kurşun nitratın ısıtılması ile bozunan kurşun nitrat katısı, azot dioksit ve oksijen gazlarını oluşturmaktadır. Siz de bu karışımdaki gazları bu deneyle ayırmış oldunuz.
*Deneye bir süre daha devam ediniz. Isıtma işlemini durdurunuz.
*U borusunu tuz - buz karışımından çıkarınız. Gözlemlerinizi deney defterine yazınız.

Not: Tüm deneylerdeki beher glas belirtilmediği sürece "Yüz Santimetreküp" olarak alınmıştır.