10. SınıfKimya Teknolojisi
Kimya Teknolojisi · 10. Sınıf · Nitel Analiz
Analitik çalışmanın temel adımlarından biri, karışımdaki bileşenleri birbirinden ayırmaktır. Ayırma, bileşenlerin farklı özelliklerden yararlanarak birbirinden ayrıştırılmasıdır; bu işlem hem laboratuvar ölçeğinde hem de endüstride kullanılır. Bu konu, fiziksel ayırma yöntemlerini, çözünürlükten yararlanan yöntemleri ve kromatografi gibi ileri ayırma yöntemlerini ele alır.
Süzme, katı parçacıkları bir gözenekli ortamda tutarak sıvının geçmesini sağlar. Çok ince parçacıklarda tıkanma olur; bu durumda santrifüj kullanılır. Santrifüj, kütle ve yoğunluk farkına dayanan atalet kuvvetini kullanır. Dekantasyon ise ağır bir katının dibe çökmesi beklenerek sıvının üstten alınmasıdır ve daha önce ayırma yöntemlerinde kümeli çökmelerde kullanılmıştır.
Kristallendirme, bir maddenin çözünürlüğünün sıcaklıkla değişmesinden yararlanılır. Çözelti önce sıcaklığa yakın doygunluğa getirilir, sonra yavaşça soğutulur; saf madde kristalleri çöker. Kristal yüzeyine yapışan çözünen bakiyeleri uzaklaştırmak için yıkama yapılır. Ekstraksiyon ise bir maddenin iki çözücü arasındaki dağılma farkına dayanır. Denge, kısa temalarla tekrar edilerek verim artırılır.
Kromatografide bileşenler, sabit faza tutunma güçleri farklı olduğu için farklı hızlarda taşınır. Sabit faz tabaka kolon üzerine yerleştirilir, hareketli faz ise taşıyıcı çözücüdür. Sabit faza güçlü tutunan bileşen daha geç ilerler. İnce tabaka kromatografisinde yürüme uzaklığına oranlanan değer, bileşenin hareketliliğini verir.
Isıtıldığında doğrudan katıdan gaza geçen maddeler sublimasyonla ayrılır. Damıtma, uçuculuk farkı büyük karışımlarda kullanılır. Elektrolitik ayırmada ise katotta indirgenerek metal birikimi sağlanır. Bu yöntemler genellikle özel durumlar için tercih edilir.
En sık hata, ayırma yöntemini bileşenlerin farkına göre değil alışkanlığa göre seçmektir. İkinci hata, kristallendirmede hızlı soğutmaktır; hızlı soğutma saf olmayan kristaller üretir. Üçüncü hata, yıkama sırasında katının çözünmesine izin vermektir. Son olarak atık çözeltiler uygun bertaraf yöntemiyle uzaklaştırılmalıdır.
Ayırma yöntemleri, karışım bileşenlerinin özellik farklarına dayanır. Süzme gözenekli ortamla, santrifüj atalet kuvvetiyle, dekantasyon ağırlık farkıyla çalışır. Kristallendirme sıcaklığa bağlı çözünürlükten, ekstraksiyon da çözücü arasındaki dağılma farkından yararlanır. Kromatografide sabit ve hareketli faz arasındaki tutunma farkı ayrımı sağlar. Sublimasyon, damıtma ve elektrolitik ayırma ise özel durumlarda kullanılır. Her ayırma sonrası verim ve saflık ayrıca değerlendirilmelidir.
Süzme, dekantasyon, santrifüj, kristallendirme, ekstraksiyon, kromatografi, sublimasyon ve elektrolitik ayırma yöntemlerinin ilkeleri ve seçimi. Bu konuda ögrenme çıktıları:
Bu konuya başlamadan önce temel kavram ve ön koşulları kavramanız yardımcı olacaktır. Konunun çerçevesinde şu kavramlar dikkat ister:
Günlük yaşamda ve mesleki bağlamda bir uygulama:
Soru: Tuzlu sudan saf tuz kristali elde etmek için hangi adımlar izlenir?
Sonuç/cevap: Isıtma, buharlaştırma, yavaş soğutma, süzme, yıkama ve kurutma adımları izlenir.
Daha ileri bir uygulama:
Soru: Sabit faza güçlü tutunan bir bileşenin kolondan çıkış süresi nasıl değişir?
Sonuç/cevap: Sabit faza güçlü tutunan bileşen daha geç kolondan çıkar.
Örnek 1: Kristallendirme Adımları konusunun adımları:
| Kavram | Açıklama |
|---|---|
| Süzme çok ince parçacıklarda tıkanır; bu | Süzme çok ince parçacıklarda tıkanır; bu durumda santrifüj tercih edilir. |
| Dekantasyon, ağır katının dibe çökmesi b | Dekantasyon, ağır katının dibe çökmesi beklenerek sıvının üstten alınmasıdır. |
| Kristallendirme için çözeltinin aşırı do | Kristallendirme için çözeltinin aşırı doymuş olması ve yavaş soğutulması gerekir. |
| Yıkama, kristal yüzeyinde kalan çözünen | Yıkama, kristal yüzeyinde kalan çözünen bakiyeleri uzaklaştırmak için yapılır. |
| Ekstraksiyonda küçük hacimle birden çok | Ekstraksiyonda küçük hacimle birden çok temastan çok daha verimlidir. |
| Kromatografide sabit faza güçlü tutunan | Kromatografide sabit faza güçlü tutunan bileşen daha yavaş taşınır. |
| Sublimasyon yalnızca katıdan gaza geçebi | Sublimasyon yalnızca katıdan gaza geçebilen maddelere uygulanır. |
| Elektrolitik ayırmada katot yüzeyinde in | Elektrolitik ayırmada katot yüzeyinde indirgenme ile metal birikimi olur. |
| Ayırma sonrası atık çözeltiler uygun ber | Ayırma sonrası atık çözeltiler uygun bertaraf yöntemiyle uzaklaştırılır. |
Kristallendirmede hızlı soğutmak: Çabuk soğutma çok sayıda çekirdek oluşturur ve kristaller saf olmaz. Yavaş soğutma, büyük ve saf kristaller verir.
Yıkamayı katıyı çözen çözücüyle yapmak: Yıkama, katıyı çözmeyen uygun bir çözücüyle yapılmalıdır. Aksi hâlde ürün kaybı yaşanır.
Kromatografide aşırı çözücü gücü kullanmak: Çözücü fazla güçlüyse bütün bileşenler sabit fazdan kopar ve ayrım bozulur. Doğru güçte çözücü seçilmelidir.
Ayırma sonrası atık çözeltileri doğrudan bırakmak: Atık çözeltiler uygun bertaraf yöntemiyle uzaklaştırılmalı veya geri kazanılmalıdır.
Soru: Kütlece yüzde 20 kuru tuz içeren bir numuneden saf tuz kristali elde etmek istiyorsunuz. (a) uygulayacağınız ayırma yöntemini, (b) adımları sırasıyla, (c) verimi artırmak için nelere dikkat edeceğinizi yazınız.
Örnek cevap: Puanlama anahtarı: Kristallendirme yönteminin seçildiği ve gerekçesinin çözünürlüğün sıcaklıkla değişmesi olduğunun yazıldığı görülür (6 puan). Isıtma, doygunluğa yaklaştırma, yavaş soğutma, süzme, soğuk çözücüyle yıkama ve kurutma adımlarının sırayla yazıldığı belirtilir (8 puan). Yavaş soğutma, yıkama çözücüsünün katıyı çözmemesi ve kayıpların tartım öncesi önlenmesi gibi noktalara yer verilir (6 puan).
Analitik çalışmanın temel adımlarından biri, karışımdaki bileşenleri birbirinden ayırmaktır. Ayırma, bileşenlerin farklı özelliklerden yararlanarak birbirinden ayrıştırılmasıdır; bu işlem hem laboratuvar ölçeğinde hem de endüstride kullanılır. Bu konu, fiziksel ayırma yöntemlerini, çözünürlükten yararlanan yöntemleri…
Süzme çok ince parçacıklarda tıkanır; bu durumda santrifüj tercih edilir.
Kristallendirmede hızlı soğutmak: Çabuk soğutma çok sayıda çekirdek oluşturur ve kristaller saf olmaz. Yavaş soğutma, büyük ve saf kristaller verir. Yıkamayı katıyı çözen çözücüyle yapmak: Yıkama, katıyı çözmeyen uygun bir çözücüyle yapılmalıdır. Aksi hâlde ürün kaybı yaşanır.
Ayrım çözünürlüğü: iki tepe arasındaki mesafenin tepe genişliğine oranı. · Verim yüzdesi = (elde edilen miktar / başlangıç miktarı) × 100. · Yürüme uzaklığı oranı: bileşenin yürüdüğü mesafe / çözücünün yürüdüğü mesafe. · Dağılma katsayısı = (derişim çözücüde) / (derişim sabit fazda).
Karışım bileşenlerini fiziksel ve kimyasal farklarına göre sınıflandırarak uygun ayırma yöntemini seçer. Süzme, dekantasyon ve santrifüj yöntemlerinin çalışma ilkelerini açıklar. Kristallendirme ve ekstraksiyon yöntemlerinde verimi etkileyen etkenleri belirtir.
Karışımlardan katı bir bileşeni sıvıdan ayırmak için hangi yöntem kullanılır?
Doğru cevap: A) Süzme
Süzme kavramı Ayırma Yöntemleri konusunun temel bir kavramıdır. Detaylar konu anlatımında verilmiştir.
Dekantasyon yönteminde katı taneleri nasıl ayrılır?
Doğru cevap: A) Çökelti hâlinde bırakılarak
Ağır katı dibe çöktüğü için sıvı, süzmeden bağımsız olarak üstten alınabilir. Bu yöntem çökelti ayrımında kullanılır.
Başlangıçta 2,0 g madde bulunan bir karışımdan ayırma sonrası 1,6 g ürün elde edilmişse verim yüzdesi kaçtır?
Doğru cevap: C) %80
%80 — Verim, elde edilen miktarın başlangıç miktarına oranıdır. Sayılar yerine konduğunda verim yüzde 80 olarak bulunur.
Konu anlatımları hesapsız okunur. Quiz, slayt ve deneme için hesap gerekir.
Kimya Teknolojisi için çalışma yolu
Konu anlatımları hesapsız okunur; quiz, slayt ve deneme için hesap gerekir.
Bu sayfa Ayırma Yöntemleri konusunun anlatımını, kazanımlarını ve örnek sorularını içerir. Konuyla ilgili tüm sorular için testi çöz, diğer konular için DersTeders ana sayfasına geçebilirsin.
Bu konuyu çalış: hesap aç, ilerlemen kaydedilsin.
Hesap aç