Ayrımsal Kristallendirme Örnek

Bilim dalının en önemli tekniklerinden olan ayrımsal kristallendirme bu önemiyle birlikte insanlarda birçok soru ve merak uyandırmaktadır. Ayrımsal kristallendirme nedir sorusu da bu soruların en başında gelmektedir. Maddeleri ayrıştırmak için kullanılan ayrımsal kristallendirme yöntemi nerelerde kullanılır ve neyi ayırır gibi sorular da aynı şekilde merak konusudur. Gelin hep birlikte ayrımsal kristallendirme nedir öğrenelim.

Ayrımsal Kristallendirme Nedir?

Ayrımsal kristallendirme, fiziksel kimya alanıdır. Organik ya da inorganik, yalın ya da karışım halindeki kimyasal sistemleri fizik yasaları yöntemleriyle inceleyen bilim dalının bir alanı olan bu ayrıştırma tekniği birçok alanda kullanılmaktadır. Karışım ise, birden fazla maddenin kimyasal özellikleri değişmeyecek şekilde bir araya gelmesiyle oluşan madde topluluğudur. Saf maddeler element ve bileşiklerden oluşur. Fakat maddelerin çoğu ne tek bir elementtir ne de tek bir bileşiktir. Maddelerin çoğu saf madde olmayan karışımlardır. Karışımlar homojen, kolloid ve heterojen olmak üzere üçe ayrılır. Bir karışımdaki iki bileşen de suda çözündüğünden, bileşenlerin farklı çözünürlüklere sahip olmalarından yararlanılarak uygulanan bir ayırma tekniğidir. Her tarafında aynı özelliği gösteren, tek bir madde gibi gözüken karışımlara homojen karışımlar denir ve karışımı meydana getiren maddeler gözle veya optik aletlerle görülemezler. Homojen karışımlara genel olarak "çözeltiler" de denir. Tuzlu su, şekerli su, alkollü su, çeşme suyunu homojen karışıma örnek verebilir. Örneğin tuz-şeker karışımını ayırmak için önce suya atılarak çözünmeleri sağlanır. Sıcakta daha iyi çözündükleri için karışım iyice ısıtılır. Daha sonra soğutmaya başladığında, sıcaklık düştükçe çözünürlükleri azalır ve kristal olarak çökmeye başlarlar. Önce şeker, daha sonra da tuz kristal olarak çöker.

Ayrımsal Kristallendirme Yöntemi Nerelerde Kullanılır ve Neyi Ayırır?

Kristallendirme işlemi, katı olan karışımlarda bulunan bileşenleri birbirinden ayıran ve bu bileşenleri saflaştırma işlemine tabii tutan bir işlem olarak bilinir. Sadece organik kimyada değil, uygulamanın basitliği ve etkinliği itibariyle kimyanın diğer alanlarında da yaygın olarak kullanılan yöntemlerin en başında gelmektedir. Saflaştırmaya ise kristallendirme adı verilir. Karışımları bu yöntem ile birlikte ayırmaya ayrımsal kristallendirme adı verilir. Temel anlamda her ikisi de aynı işlemleri kapsar. Katı, sıvı ve gaz bileşikler arasında, katı maddelerle uğraşmak, yapılarını aydınlatmak ve elde etmek diğer bileşenlere göre daha kolaydır.
O yüzden bu yönteme genel olarak katı maddede yer alan safsızlık durumlarından kurtularak saf hale getirme yöntemi de denilebilir. Bu yöntem şu aşamalardan meydana gelir:
1- Saf olmayan bir organik yapı olan karışım, minumum hacimdeki sıcak çözücüde çözülür.

2- Çözünmemiş olan safsızlıklar varsa bunlar süzülerek safsızlıktan kurtarılır.
3- Ürün ve çözünmüş safsızlıkları içeren çözelti soğumaya bırakılarak organik katının kristallenmesi sağlanır. Kristallendirme işlemi tamamlanıncaya kadar kendi halinde kalır.
4- Kristaller süzülerek çözeltinen ayrılır ve uygun bir ortamda kurutulmasıyla ayrımsal kristallendirme işlemi tamamlanır.

Örneğin; sodyum klorür ile potasyum nitrat bileşenlere ayrılabilir. Bu karışım yeteri kadar sıcak olan bir suda çözünmeye başlar. Sonra soğutulur. Bu karışım soğutulurken, belli bir sıcaklığa ulaştığı zaman potasyum nitrat çökmeye başlar. Sonrasında süzülür ve karşımdan ayrılır. Geriye kalan karışım ise soğumaya devam eder. Sodyum klorür de çökerek ayrılmış olur. Endüstride yemek tuzu elde edebilmek için de kullanılan bir yöntem olarak bilinir.

Uygun bir kristallendirme çözücüsünde aranan özelliklerden biri, ürünün çözünürlüğü sıcaklıkla artarken, istenmeyen safsızlıkları da ya sadece soğukta ya da sadece sıcakta çözmesidir. Çözücü seçimi her zaman kolay değildir. Organik katıların çözünürlüğü, çözücü ve çözünenin bağıl polarlıklarıyla çözünenin krsital yapısına bağlıdır. Karışımdaki bileşenleri çözünürlükleri farkından yararlanarak ayırma yöntemlerinin en bilinenlerinden olan ayrımsal kristallendirme birçok alanda kullanılmaktadır. Şekerli suyun buz banyosuna konularak soğutulması sonucu çözünen şekerin kristallenmesi ya da aynı sıvıda çözünen iki ya da daha fazla katının çözünürlüklerin sıcaklık değişiminden farklı etkilenmesi örneği olarak verilen tuz+şeker karışımının ayrıştırılması bu yöntemee örneklerin en başında gelir.