İçeriğe atla

Kristalleştirme

Bir funda üzerinde buzlanma sonrası oluşmuş kristalizasyon.
Kar kristalleri üzerinde ilk araştırmaları yapan Amerikalı Wilson Bentley, elli yıl boyunca kar kristalinin 6.000 fotoğrafı çekmiştir. (Üreten: Wilson Bentley, 1902) Genellikle çapları 2-4 mm, ağırlıkları ise yaklaşık 0,005 gram'dır. Kar tanesi, oluşmaya başladığı zamanki sıcaklığa ve neme göre şekil alır. Nadiren yaklaşık -2 ° C derecede kar taneleri simetrik üçgen şeklinde oluşur. Kar tanelerinin çoğu çıplak gözle düzensiz görünür, ama resimlerde şekillerin çekiciliği nedeniyle mükemmele yakın görülebilir. İnce ve düz şekilli kristaller hava 0 ila -3 °C arasında oluşur. -3 ila -8 °C arasında kristaller iğne, içi boş sütunlar veya prizmalar (uzun ince kalem şekli) şeklinde oluşur. -8 ila -22 °C arasında tabak şekline döner ve bazen dallı ve dendritik özellikler taşır. Sıvı ile buz arasındaki buhar basıncının maksimum farkı yaklaşık -15 °C derecede görülür ve bu ısıda kristaller sıvı damlacıklarını tüketerek hızla büyürler. -22 °C derece altında kristaller sütun şekline girer ancak çok daha karmaşık büyüme modellerine de sahiptir. Sütunlar, düzlemler, yan-düzlemler, kurşun-rozetler gibi şekiller oluşur. Eğer bir kristal yaklaşık −5 °C derecede sütun şeklinde bir büyüme eğiliminde ise, bu sütunlar daha sıcak bir havaya rastladığında sütunun sonunda bir tabak-plaka veya dendritik şekiller oluşur ve bu kristallere "şapkalı sütun" denir.

Kristalleştirme veya kristalizasyon, katı bir maddenin uygun bir çözücü içinde çözünmesi sonrasında çöktürülmesi yoluyla katı ve sıvı fazlarının birbirinden ayrılmasını sağlayan işlem.

Yöntem

Önce uygun çözücü seçilir. Bu amaç için kullanılacak ideal bir çözücü soğukta az, sıcakta çok çözüyor olmalıdır. Maddeyi çözebilmeli safsızlıkları çözmemelidir. Madde ile reaksiyon vermemelidir.

Saflaştırılacak madde çözücü içinde ısıtılarak tamamen çözülmesi sağlanır. Çözücü su ise ısıtma işlemi için bek ya da elektrikli ısıtıcı; çözücü organik bir madde ise kaynama noktasına göre su banyosu kullanılmalıdır. Organik maddeler hiçbir suretle bek veya elektrikli ısıtıcıda ısıtılmamalıdır.

Daha sonra süzme işlemine geçilir. Süzme işlemi içinse, süzgeç kağıdı huninin tepesinden 0,5 cm. aşağıda kalacak şekilde kesilmeli, büyüklüğü huni kadar olmalıdır. Bir erlenin içine birkaç damla çözücü konup, üzerine süzgeç kâğıtlı huni yerleştirilir. Su banyosuna bırakılır. Böylece çıkan çözücü buharlarının huniyi ve süzgeç kağıdını ıslatması sağlanır. Maddenin daha hızlı süzülmesi için süzgeç kağıdı pilelendirilebilir. Beherden huniye madde aktarılırken cam baget kullanılır. Süzme işlemi sonunda üstte safsızlık, altta çözücü içinde saf madde kalır.

Madde renkli safsızlıklar içeriyorsa süzmeden önce bu safsızlıkların adsorblanması gerekir. Bunun için sıcak çözelti ısıtıcıdan uzaklaştırılır, biraz soğuduktan sonra çok az miktarda aktif kömür katılır, karıştırılır, birkaç dakika kaynatılır. Aktif kömür büyük moleküllü safsızlıkları adsorblayarak uzaklaştırır. Daha sonra sıcak çözelti süzülerek aktif kömürden ayrılır.

Süzme işlemi sonunda altta toplanan süzüntü üzeri saat camı ile kapatılarak soğumaya (kristallenmeye) bırakılır. Maddeyi, kristallenme sırasında karıştırmak çok ince kristaller oluşmasına sebep olur ve bunlar safsızlıkları tutarlar. Bu yüzden süzüntü oda sıcaklığında kendi halinde bırakılarak soğutulmalıdır.

Bir süre beklendikten sonra kristallenme başlamamışsa şu yöntemlere başvurulmalıdır:

  • Çözücü ısıtılarak buharlaştırılmalı, böylece maddenin çözeltideki derişimi artırılmalıdır.
  • Çözelti aşırı doygun olmuşsa kristallenmeyi başlatmak için aşılama yapılmalıdır.

Aşılama iki şekilde olur:

  • Cam baget kristallenmeyen çözeltiye daldırılıp çıkarılır. Bagete üflendiğinde yine kristallenme görülmezse çözücüyü uçurup, derişimi artırmak gerekir.
  • Çözeltiye bir miktar benzoik asit katılır ve kristallenme görülür.

Kristallenme tamamlandıktan sonra çözücüyü ortamdan çekmek için Nuçe erleni ve Büchner hunisi kullanılır. Bu süzme işlemi için de önce süzgeç kağıdı yanlardan taşmayacak şekilde huninin ölçüsüne göre kesilir. Bir miktar çözücü ile ıslatılır. Çözelti huniye dökülür. Damlama bittikten sonra erlendeki çözücü başka bir kaba aktarılır ve madde içinde çözücü kalmaması için erlen trompa bağlanır. Vakum uygulanır. Maddenin içinde çözücü kalması kurutma süresini uzatır ve safsızlık oluşturur.

Kristalleri üzerinde bulunduran süzgeç kağıdı spatül ile huni üzerinden alınır ve üzerinde süzgeç kâğıtları bulunan saat camı üzerinde kurutulur. Kurutma işleminde etüv kullanılır. Etüvün sıcaklığı, maddenin erime noktasına göre ayarlanmalıdır.

İşlem bitiminde saflık kontrolü yapılır. Bu kontrol katı maddeler için; kromatografi, erime noktası veya kırılma indisi tayini ile olabilmektedir.

İlgili Araştırma Makaleleri

<span class="mw-page-title-main">Plastik enjeksiyon</span>

Plastik enjeksiyon, temelde kapalı bir kalıbın içine plastik malzemenin eriyik sıcaklığının üstündeki bir sıcaklık aralığında yüksek hızda yolluk girişinden kalıp gözüne hızlı bir şekilde enjekte edilmesi sonrası, ütüleme fazı ve tutma fazı ile parçanın boyut ve görsel toleranslarının kabul edilebilir seviyeye getirdikten sonra plastiğin kalıptan çıkma sıcaklığının altına getirilerek kalıptan çıkarılması prensibine dayanan bir plastik parça imalat yöntemidir. Seri üretime uygun olması sebebiyle, birçok sektörde oldukça fazla kullanılan bir üretim yöntemidir. Bu metot ile en küçük komponentlerden, otomotiv, savunma sanayi ürünlerine kadar çok çeşitli ebat ve kategorilerde plastik parçalar imal edilebilir.

<span class="mw-page-title-main">Çözelti</span>

Çözelti ya da solüsyon, iki ya da daha fazla maddenin herhangi bir oranda bir araya gelerek oluşturdukları homojen karışımdır.

<span class="mw-page-title-main">Çözünürlük (kimya)</span> katı, sıvı veya gaz halindeki bir maddenin bir çözücü içinde çözülme kapasitesi

Çözünürlük, belli bir miktar çözünenin, belirli şartlar altında, spesifik bir çözücü içinde çözünmesidir. Çözücü akışkan solvent olarak adlandırılır ve birlikte çözeltiyi oluştururlar. Çözümlendirme işlemi solvasyon olarak adlandırılır.

Kolloid, gerçek çözelti ile heterojen karışımlar arasında yer alan ara karışımların adıdır. Burada dağılan fazın tanecik boyutu, yaklaşık 1-1000 nm dolayındadır. 1861'de İskoçyalı bilim insanı Thomas Graham, değişik maddelerin parşömen zarından geçişlerini incelemiş ve bunlardan bazılarının hızlı, bazılarının yavaş hareket ettiklerini gözlemlemiştir. Örneğin albümin, jelatin, arap zamkı gibi maddeler yavaş hareket ederken, şeker, potasyum hidroksit, sodyum klorür gibi maddelerin zardan çok hızlı geçtiklerini tespit etmiştir. Buna göre Graham, çözünmüş maddeleri zardan geçişlerine göre kristaloidler ve kolloidler olarak ikiye ayırmıştır. Kolloidler, büyük moleküllü oldukları için zardan geçememiştir. Sonunda nişasta, jelatin gibi maddeler zamk ile aynı özellikleri gösterdiği için Yunancada zamk anlamına gelen kola kelimesinden türeyen kolloid sözcüğü ile adlandırılmıştır. Ancak bilimsel gelişmeler sonucunda Graham'ın kolloid olarak nitelendirdiği protein gibi maddeleri kristallendirmek ve kristaloid olarak nitelendirdiği kükürdün kolloidal çözeltisini hazırlamak mümkün olmuştur ve bu nedenle Graham'ın bu sınıflandırması önemini yitirmiştir.

<span class="mw-page-title-main">Ekstraksiyon</span> Karışımları ayırma yöntemi

Ekstraksiyon, bir çözelti ya da süspansiyon içindeki inorganik veya organik bir maddeyi bir başka çözücü yardımıyla ayırma işlemidir. Kimyada bilinenin aksine bir saflaştırma değil ayırma yöntemi olarak kullanılır.

Volumetri analit ile reaksiyona girmek üzere ilave edilen bir titrantın stokiyonetrik olarak fazlası için gerekli ikinci titranı miktarının bulunması işlemidir.

<span class="mw-page-title-main">Sterilizasyon (mikrobiyoloji)</span> bir ürünün içindeki ya da bir cismin üzerindeki bütün mikropları kesin bir şekilde öldürmek

Sterilizasyon, bir ürünün içindeki ya da bir cismin üzerindeki bütün mikropları kesin bir şekilde öldürmek anlamına gelir. Bunun için de alkol, oksijenli su, merkürokrom gibi dezenfekte edici özelliği bulunan maddelerden yararlanılır.

<span class="mw-page-title-main">Laboratuvar</span> bilimsel çalışmaların yapıldığı tesis

Laboratuvar, laboratuvar araştırması, bilimsel veya teknolojik araştırmaların, deneylerin ve ölçümlerin kontrollü koşullarda gerçekleştirilmesini sağlayan tesistir. Laboratuvarlarda bilimsel veya teknolojik araştırmalar, deney ve ölçümler, hammadde ürünlerin kalite kontrolü yapılır. Laboratuvar çalışanına laborant denir.

<span class="mw-page-title-main">Kuru temizleme</span> Su kullanılmadan yapılan bir tekstil yıkama yöntemi

Kuru temizleme, kumaşların üzerinde bulunan kir ve lekeleri çıkarmak için su içermeyen apolar bir çözücü kullanılarak yapılan yıkama işlemidir. Dünya çapında genel olarak kuru temizlemede tetrakloroetilen isimli toksisitesi düşük ve yanıcı olmayan bir sıvı kullanılır. Yapısı polar olan su kullanan ıslak temizlemeden farklıdır, yine de sıvı içerir, ancak giysiler bunun yerine su içermeyen bir sıvıyla yıkanır.

<span class="mw-page-title-main">Borik asit</span> kimyasal birleşik

Borik asit, aynı zamanda borasis asit, ortoborik asit ya da hidrojen borat; genellikle antiseptik, böcek ilacı ve koku gidericilerde kullanılan beyaz kristal renkli, suda çözünen bir inorganik asit. İlk olarak Wilhelm Homberg tarafından bulunmuş olup, sülfürik asidin yan ürünü olarak ortaya çıkmıştır.

Liç işlemi temel olarak hidrometalurjik zenginleştirme yöntemlerinden biridir. Pirometalurjik işlemlere kıyasla, liçin uygulaması çok daha kolay ve işlem sırasında herhangi bir gaz salınımı olmadığı için çevreye çok fazla zarar vermemektedir. Liçin tek dezavantajı ise, düşük sıcaklık nedeniyle kimyasal reaksiyonların yavaş gerçekleşmesi ve bunun sonucunda tüm işlemin yavaş olmasıdır.

Hidrometalurji temel olarak, sıvı kimyasalların kullanılmasıyla uygulanan ekstraktif metalurji yöntemlerden biridir. Temel amaç, kıymetli metalleri cevherden ayırmak, zenginleştirmek veya geri dönüştürmektir.

Pirometalurji ekstraktif metalurji dallarından biridir. Temel amacı; kıymetli metalleri kazanmak için, cevhere bir dizi ısıl işlem uygulamak ve malzemenin bu işlemler sonucu fiziksel ve kimyasal olarak değişime uğramasını sağlamaktır. Bu şekilde kıymetli metallerin kazanılması hedeflenir.

Kristalleşme, bir eriyikten ya da nadiren direkt olarak bir gazdan, çökeltme yoluyla katı kristal yaratma sürecidir. Kristalleşme ayrıca, bir saf katı kristal fazının ortaya çıktığı büyük miktarda erimiş madde transferini içeren bir kimyasal katı-sıvı ayırma tekniğidir. Kimya mühendisliğinde kristalleşme bir kristalizör olarak ortaya çıkar. Kristalleşme bu nedenle kimyasal reaksiyon sonucu çökelme ile karşılaştırılınca, bir çözücü içindeki çözünen maddenin çözünebilirlik koşullarının değişmesiyle elde edilen bir çökelti görünüşündedir (durumundadır).

<span class="mw-page-title-main">Erlen</span> laboratuvar ekipmanı

Erlenmeyer flask olarak da bilinen erlen veya titrasyon şişesi, silindirik boyuna, konik bir gövdeye ve düz bir tabana sahip bir laboratuvar ekipmanı. Adını 1860'ta bulan Alman kimyager Emil Erlenmeyer'den (1825-1909) almıştır.

<span class="mw-page-title-main">Ayırma işlemi</span> kimyasal madde karışımını iki veya daha fazla ürüne dönüştürmek için kullanılan yöntem

Ayırma işlemi, bir kimyasal madde karışımını en az iki veya daha fazla ürüne dönüştürmek için kullanılan yönteme verilen addır. Ayırma işlemi sonucunda oluşan ürünlerden en az biri, kaynaktaki bileşenlerden en az biri ya da birden fazlası bakımından zenginleşir. Bazı durumlarda karışımlar bir ayırma işlemiyle neredeyse tamamen saf iki bileşene ayırabilir. Karışımın bileşenleri arasındaki fiziksel veya kimyasal farklarından yararlanılarak ayırma gerçekleştirilir.

<span class="mw-page-title-main">Potasyum karbonat</span>

Potasyum karbonat, K2CO3 formülüne sahip inorganik bileşiktir. Suda çözünen beyaz bir tuzdur. Nem çekerek sıvılaşan ve genellikle nemli veya ıslak bir katı olarak görülür. Potasyum karbonat esas olarak sabun ve cam üretiminde kullanılır.

Çözülme, çözücünün moleküller ile etkileşimini tanımlar. Hem iyonize hem de yüksüz moleküller, çözücü ile güçlü bir şekilde etkileşir ve bu etkileşimin gücü ve doğası, çözücünün viskozite ve yoğunluk gibi özelliklerini etkilemenin yanı sıra çözünürlük, reaktivite ve renk dahil olmak üzere çözülen maddenin birçok özelliğini etkiler. Çözülme sürecinde iyonlar eş merkezli bir çözücü kabuğu ile çevrelenir. Çözülme, çözücü ve çözünen moleküllerin çözünme kompleksleri halinde yeniden düzenlenmesi sürecidir.

<span class="mw-page-title-main">Koku çıkarma</span>

Koku çıkarma, damıtma, eleme gibi yöntemler kullanılarak hammaddelerden aromatik bileşiklerin ayırma işlemidir. Özütlerin sonuçları, özü çıkarılan üründeki mum miktarına bağlı olarak ya uçucu yağlar, konsantre ve kokulu uçucu yağlar ,yarı katı kütleler ya da bitkisel yağ'lardır. Bir dereceye kadar tüm bu teknikler hammaddelerin aromasından farklı aromalı öz üretme eğilimindedir. Özüt çıkarma işleminde ısı, kimyasal çözücüler veya oksijene maruz kalma, bazı aromatik bileşiklerin koku karakterini değiştirerek veya onları kokusuz hale getirerek yapay hale getirebilir ve özü alınan her aromatik bileşenin oranı farklı olabilir.