Fiziksel yollarla ayrılamayan karışımlar arasında, bileşenleri arasında güçlü kimyasal bağlar bulunan karışımlar yer alır. Bu tür karışımlar, kimyasal yöntemlerle ayrıştırılmalıdır. Bazı örnekler: Demir tozu ve tuz karışımı: Demir tozu mıknatısla ayrılabilir, ancak tuz çözünmez ve süzme yöntemiyle ayrılamaz. Çinko ve kalay karışımı: Erime noktası farkı ile ayırma yöntemi, bu karışım için etkili değildir. Kum ve odun talaşı: Mıknatısla ayırma yöntemi, odun talaşı için etkili değildir. Fiziksel ayırma yöntemleri arasında buharlaştırma, damıtma, yoğunluk farkı ile ayırma, eleme, süzme ve mıknatısla ayırma gibi yöntemler bulunur.