Buradasın

Kimya Laboratuvarında Ayrılma ve Saflaştırma Teknikleri Dersi

youtube.com/watch?v=4dzpmfpdlXo

Yapay zekadan makale özeti

Kısa
Ayrıntılı

Bu video, bir kimya öğretmeninin laboratuvar ortamında heterojen ve homojen karışımların ayrılma ve saflaştırma tekniklerini anlattığı eğitim içeriğidir. Öğretmen, çeşitli laboratuvar aletlerini göstererek konuyu görsel desteklerle açıklamaktadır.
Video, heterojen sistemlerde ayrılma işlemlerinden başlayarak (vakum süzme, santrifüjleme, sıvı-sıvı karışımların ayrılması) homojen karışımların ayırma tekniklerine (buharlaştırma, damıtma, ekstraksiyon, süblimleşme, kristallendirme ve kromatografi) geçiş yapmaktadır. Her bir teknik için çalışma prensipleri, uygulama alanları ve kullanılan aletler detaylı olarak anlatılmaktadır.
Videoda özellikle ekstraksiyon teknikleri, dağılım katsayıları, kristallendirme yöntemi ve kromatografi prensipleri (sıvı kromatografi, gaz kromatografi) üzerinde durulmaktadır. Kromatografi bölümünde sabit faz ve hareketli faz arasındaki etkileşimler, yüzey tutulması, absorpsiyon ve çözünürlük gibi kavramlar açıklanmakta ve günlük hayattan örneklerle desteklenmektedir.

00:21Vakum Altında Süzme İşlemi: Vakum altında süzme, süzme işlemini hızlandıran bir yöntemdir ve süzgeç altından trompu veya vakum pompası yardımıyla hava boşaltılarak gerçekleştirilir.
Vakum altında süzme işleminde toplama kabı, vakum uygulanmasına uygun niteliklerde ve biçimde yapılmıştır.
Süzgeç görevini Büchner funnelsi, Hir funnelsi ve çeşitli süzme kruzelerinden biri üstlenebilir.
02:45Santrifüjleme Yöntemi: Santrifüjleme, katı-sıvı karışımların ayrılması için kullanılan bir çöktürme yöntemidir ve merkez kaç kuvveti sayesinde yerçekimi ivmesini arttırır.
Santrifüjleme, yerçekimi kuvvetini aşacak büyüklükte bir merkez kaç kuvvetinin uygulanması ile taneciklerin santrifüj dibine sıkıştırılarak toplanmasını sağlar.
Hastanelerde alınan kanlar santrifüjlerde ayrılır; kanın şekilli elemanları dibe çökerken serum kısmı üstte kalır.
06:09Sıvı-Sıvı Heterojen Karışımların Ayrılması: Sıvı-sıvı heterojen karışımlarda yoğunluğu ağır olan maddenin altta, hafif olanın üstte kalması özelliğinden yararlanılır.
Bu karışımların ayrılması için ayırma funnelsi kullanılır; funnelsi kapağı kapalı durumda kuvvetlice çalkalanır, kapak sıkıca tutularak funnelsi ters çevrilir ve musluk yardımıyla oluşan basınç giderilir.
Sıvı-sıvı heterojen sistemlerin ayrılmasında kullanılan ayırma funnelsi aynı zamanda sıvı-sıvı ekstraksiyon tekniği olarak da kullanılır.
07:11Ekstraksiyon Tekniği: Ekstraksiyon yöntemi, bir sıvı fazdan diğer sıvı fazla maddenin geçişini sağlamak için kullanılır.
Çalkalama sırasında karışımların birbiri içerisinde geçişiyle beraber gaz çıkışı meydana gelebilir ve bununla beraber funnelsin içerisinde basınç artar.
Ekstraksiyon işlemi en az üç defa tekrarlanır; alt fazdan üst fazla madde geçişi olur, üst faz alınıp alt faz tekrar kullanılır ve taze sıvı eklenir.
13:01Homojen Karışımların Ayrılması: Homojen karışımların ayrılması daha zor olup, damıtma yöntemi kullanılır.
Heterojen karışımların ayrılması basit işlemlerle yapılabilirken, homojen karışımların ayrılması için daha karmaşık yöntemlere ihtiyaç vardır.
Su ve şeker gibi homojen karışımlar buharlaştırma yöntemiyle ayrılırken, şeker ve tuz gibi karışımın ayrılması daha zorlaşır.
14:27Maddelerin Ayırma İşlemi: Maddelerin özellikleri birbirine yakınlaştıkça ayırma işlemi zorlaşır.
Fiziksel hal durumundan dolayı (sıvı, katı) ayırmak işi zorlaşabilir ve daha gelişmiş tekniklere ihtiyaç duyulabilir.
Homojen ve heterojen yapıların bir karışım içerisinde bulunduğu durumlarda çoklu sistemler devreye sokulmalıdır.
15:20Homojen Karışımların Ayırma Teknikleri: Homojen karışımların fiziksel ve kimyasal özelliklerinden yararlanarak geliştirilmiş ayırma ve saflaştırma teknikleri vardır.
Bu teknikler arasında buharlaştırma, damıtma, ekstraksiyon (çekme), süblimleştirme ve kromatografi bulunmaktadır.
Süblimleştirme, özellikle naftalin ve iyojen gibi maddelerin özelliğidir ve üçlü faz diyagramında kritik noktada elde edilebilir.
17:16Kromatografi ve Buharlaştırma: Kromatografi, katı, sıvı ve gaz maddeleri için kullanılabilen, neredeyse her türlü karışmış maddeleri ayırmak için kullanılan bir yöntemdir.
Buharlaştırma, damıtmanın sadece bir kısmı olup, sıvının ortamdan uzaklaştırılmasıdır ve amacımız kalıntıdır.
Buharlaştırma, homojen bir çözeltinin ısıtılarak çözücüsünden ayrılması amacıyla yürütülen bir işlemdir.
19:47Buharlaştırma Tekniği ve Aletleri: Buharlaşma büyük miktarlar için elverişli değildir ve tercihen bir çek olak içinde ve kum veya su banyosu üzerinde yürütülür.
Vakum uygulama, hava akımı oluşturma ve ısı uygulama sıvının buharlaşma hızını artırmaktadır.
Laboratuvarlarda bu amaçla kullanılan modern donanımlı aletler arasında döner buharlaştırıcı (rotary evaporator) bulunmaktadır.
24:57Ekstraksiyon (Çekme) Tekniği: Ekstraksiyon, homojen bir karışımdan bir maddeyi ayırmak için kullanılan bir yöntemdir ve hem homojen hem de heterojen sistemlerde uygulanabilir.
Bu işlem genellikle organik fazla ve su fazında çözünebilen bileşiklerin sulu fazdan organik faza aktarılması için yapılır.
Her maddenin her fazda bir dağılım katsayısı vardır ve maddenin çok yoğun olduğu ortamdan az yoğun ortama geçişi söz konusudur.
29:00Organik Çekme İşlemi: Organik çekme işlemi, çekilmek istenen maddenin su ve organik pazardaki çözünürlüğü doğrultusunda dağılım göstermesi prensibine dayanır.
Çekme işlemi, sulu çözeltideki bir bileşeni (A maddesi) ayırma hunisine alarak, suyla karışmayan ancak A maddesinin çözünmesine elverişli bir organik çözücü ekleyerek gerçekleştirilir.
Organik çözücü, suyla karışmayan yağ, egzan, kloroform veya eter gibi sıvılardan biri olabilir.
30:49Çekme İşleminin Uygulanması: Ayırma hunisindeki heterojen karışım kuvvetle çalkalanır, basınç boşaltılır ve fazların birbirinden ayrılması için dinlenmeye bırakılır.
Fazlar tam olarak ayrılıp dibe çöksün diye beklenir ve ayırma hunisinin musluğu açılarak fazlar ayrı birer katta toplanır.
Çekme işlemi sonunda sulu çözeltideki tüm A maddesi organik faza geçmez, sadece bir kısmı geçer ve geriye su fazında bir miktar A maddesi kalır.
33:00Dağılım Katsayısı: Dağılım katsayısı, bir maddenin hem su hem de organik çözüde belirli derişimlerde çözünebilme özelliğinin doğal sonucudur.
Dağılım katsayısı, bir maddenin organik fazdaki derişimi bölü su fazındaki derişimi olarak hesaplanır.
Dağılım katsayısı bir'den büyükse maddenin organik fazda daha fazla çözünebildiği, bir'den küçükse su fazında daha fazla çözünebildiği anlamına gelir.
38:14Çekme İşleminin Pratik Uygulaması: Sıvı-sıvı ekstraksiyon, laboratuvarda temel bir tekniktir ve ileri laboratuvar konuları değil.
Dağılım katsayısı, belirli bir sıcaklık ve çözü çifti için sabit bir değer olarak gösterilir.
Örneğin, yüz ml su içindeki altı gram maddenin, dağılım katsayısı 3 olan bir çözücü çiftinde ekstreksiyona tabi tutulması durumunda, dört buçuk gram maddenin organik faz (benzen) geçeceği ve bir buçuk gramının su fazında kalacağı hesaplanabilir.
43:07Ekstraksiyon Tekniği: Verilen sulu çözeltinin 100 ml benzen ile bir defa ekstraksiyona tabi tutulması sonunda su fazında 1,5 gram A maddesi kalır.
Aynı miktar benzen ile daha verimli bir ekstraksiyon işlemi yapılabilir, örneğin 100 ml benzeni 50 ml olmak üzere iki defa ekstraksiyon yapmak daha verimlidir.
100 ml benzeni tek seferde kullanmak yerine 50 ml'lik iki defa kullanmak, toplam 5 gram madde çekmek için daha verimlidir ve yaklaşık %10 daha fazla madde elde edilir.
50:46Süblimleşme Tekniği: Süblimleşme, katı fazdan doğrudan gaz fazına geçme olayıdır ve buharlaşma, yoğunlaşma, donma gibi faz geçişleriyle birlikte bilinir.
Süblimleşme özelliği gösterebilen maddeler için kullanılır, örneğin karbondioksit ve iyot bu özelliğe sahiptir.
Düşük sıcaklıklarda yüksek buhar basıncı gösteren bileşikler kolayca süblimleşir ve bu tür bileşiklerin saflaştırmalarında tercihen süblimleşme yöntemi uygulanır.
53:15Süblimleşme İşlemi: Süblimleşmesi istenen madde petri kabının içine konur ve ağzı saat cam ile kapatılır, üzerine buz yerleştirilir.
Petri kabının alttan yavaş yavaş ısıtılır, ısıtma nedeniyle oluşan buhar soğuk yüzeye çarparak tekrar katı haline gelir.
Düşük sıcaklıklardaki buhar basıncı pek yüksek olmayan maddelerin süblimleşmesi vakum altında ve mini soğutucu kullanılarak gerçekleştirilebilir.
54:44Kristallendirme Tekniği: Kristallendirme, her madde için uygulanamayan, kristallendirme özelliği gösteren maddeler için kullanılan bir saflaştırma yöntemidir.
Kristallendirme yönteminde temel prensip, bazı katların belirli çözüçülerde sıcakken çok iyi çözülmelerine karşın, soğuduklarında çok düşük çözünürlük göstermeleridir.
Saflaştırılacak madde uygun bir çözücü ısıtılarak çözülür, renkli safsızlıklar varsa çözeltiye aktif kömür gibi renk giderici maddeler katılır.
55:33Kristallendirme Yöntemi: Kristallendirme, çözünürlüğü sıcaklıkla çok etkilenen maddeleri ayırma yöntemidir; sıcak çözelti soğutulduğunda çözünemeyen maddeler çöker.
Tuzlu su örneğinde, sıcak suya çok fazla tuz çözünürken soğuk suya neredeyse hiç çözünmez, bu nedenle soğutulduğunda tuz çöker ve süzgeç kağıdıyla saf olarak ayrılabilir.
Kristallendirme işlemi, berrak ana çözeltinin soğumaya bırakılması, vakum altında süzülmesi ve elde edilen kristallerin vakum desikatörde kurutulmasıyla gerçekleştirilir.
59:15Kristallendirme Teknikleri: Kristallendirme işlemi başlamamışsa, sıvının bir miktarı buharlaştırılarak maddenin doygunluğa ulaşması sağlanabilir.
Ortak iyon etkisi kullanılarak, çözücüye diğer bir çözücü eklenerek maddenin çözünürlüğü azaltılabilir (örneğin sodyum klorür ve potasyum klorür karışımı).
Laboratuvarlarda kristallendirme yöntemiyle %99 saflıkta bileşikler elde edilebilir.
1:01:07Kristallendirme Çözücüsü Seçimi: Kristallendirme işleminde kullanılan çözücü, yanıcı, patlayıcı, zehirli veya kolay alev alıcı olmamalıdır.
Uygun çözücü, kaynama noktası düşük olmalı, safsızlıkları çözmeli veya hiç çözmemeli, ucuz olmalı ve saflaştırılacak maddeyle kimyasal reaksiyona girmemelidir.
En önemli özellik, saflaştırılacak maddeyi sıcakken çok çözebilmesi ve soğukken çok az çözebilmesidir, ancak diğer maddelerin soğukken çözünmesi gerekir.
1:03:47Kromotografi Yöntemi: Kromotografi, yüzde yüz saf madde elde etme şansı sunan bir ayırma ve saflaştırma yöntemidir.
Kromotografi, başlangıçta bitkisel pigmentlerin ayrılması için keşfedilmiş, zamanla uygulama alanı genişleyerek renksiz yapılarda da kullanılmaya başlanmıştır.
Kromotografi, fiziksel ve kimyasal nitelikleri çok benzeyen maddelerin ayrılması için kullanılan son derece duyarlı ve etkin bir yöntemdir.
1:08:13Kromotografi Prensibi: Kromotografi tekniğinde, bir karışımdaki çeşitli maddelerin hareketli bir faz yardımıyla sabit bir faz üzerinden geçirilmesi ve farklı hızlarla hareket edebilmesi prensiptir.
Kromotografi tekniğinde, maddelerin hareket hızları farklı olduğu için birbirinden ayrılabilirler.
1:08:51Kromatografi Temel Kavramları: Kromatografi, bir maddenin hareketli faz ve sabit faz arasındaki denge ile ayrışmasını içerir.
Hareketli faz, dere yatağındaki suya benzerken, sabit faz deredeki çakıl taşlarına benzer.
Maddelerin sabit fazla takılma eğilimi ve hareketli fazla sürüklenme eğilimi arasındaki denge ile birbiri ile ayrışır.
1:10:44Kromatografi Örneği: Kağıt üzerine damlatılan mürekkep, su ile emilen kağıt üzerinde hareket ederken ayrışır.
Siyah mürekkep, tüm renkleri içerir ve kağıt üzerinde ilerlerken büyük molekül ağırlıklı yapılar altta kalırken, küçük molekül ağırlıklı yapılar suyla beraber sürüklenebilir.
Suya karşı duyarlılığı fazla olan yapılar su içinde rahat hareket ederken, kağıta karşı duyarlılığı fazla olan yapılar kağıtta takılmayı tercih eder.
1:14:14Kromatografinin Uygulamaları: Kromatografi, bitki pigmentlerinin renk ayrımını sağlar ve bitkinin içerisindeki kimyasalları ayırıp saflaştırır.
Kromatografi ile ayrılan kimyasallar daha farklı yöntemlerle analiz edilebilir.
Şahit madde kullanılarak, bilinmeyen örneklerde hangi maddelerin bulunduğunu belirlemek mümkündür.
1:18:01Kromatografi Tekniğinin Temel Unsurları: Kromatografi tekniğinin üç ana unsuru vardır: sabit faz, hareketli faz ve analiz edilecek maddenin kendisi.
Sabit faz katı veya katı destek üzerine indirilmiş bir sıvı tabakasından oluşur.
Hareketli faz sıvı veya gaz olabilir, katı olamaz.
1:19:57Gaz Kromatografisi Tanıtımı: Gaz kromatografisi, hareketli fazının gaz olması ve analiz yapılan bileşiklerin gazlardan oluşması nedeniyle adlandırılmıştır.
Sabit faz genellikle sıvı olup, katı bir tel örgüye emdirilmiştir.
Dışarıdan bakıldığında sabit faz katı gibi görünse de, aslında katı fazın içerisine emdirilmiş bir sıvıdır.
1:21:04Gaz Kromatografisinin Çalışma Prensibi: Hareketli faz olarak kullanılan gaz, tel örgünün içerisinde 20-30-50 metre uzunluğunda sargının içine gelerek hareket eder.
Örnek gazlar enjektörden sistemdeki sürükleyici gazla birlikte tel örgünün içerisine itilir.
Bazı gaz molekülleri tel içinde takılır, büyük moleküller daha zor hareket eder ve bazıları sıvıya absorbe olur.
1:23:25Kromatografideki Etkileşimler: Hareketli faz sıvı veya gazdan oluşur çünkü hareket edebilen yapılar sıvı ve gazdır.
Sabit faz, hareketli faz ve karışımında yer alan maddeler arasında yüzey tutulması veya absorpsiyon şeklinde etkileşimler gerçekleşir.
Sıvı sabit fazda gazın tutulması veya içine çekilmesi (absorpsiyon) ve çözünürlük ortamı oluşması mümkündür.
1:24:34Absorpsiyon Kromatografisi: Sabit faz katı ise, karşındaki maddelerle yüzey tutulması veya absorpsiyon şeklinde etkileşim gerçekleşir.
Kağıt kromatografisinde farklı polenlere sahip maddeler farklı derecelerde yüzeye tutulur ve hareketli faz yardımıyla sabit faz üzerinden geçiş hızları farklı olur.
Bu tür etkileşim gösteren kromatografik yöntemlerin tümü absorpsiyon kromatografisi olarak adlandırılır.

Kimya Laboratuvarında Ayrılma ve Saflaştırma Teknikleri Dersi

Yapay zekadan makale özeti

Yanıtı değerlendir