[Kimya] Damıtma Nedir? | Arı Su1 – Damıtmanın Kullanım Alanları – Gazların Ayrışması – Damıtma Åžekillleri

Damıtma

Kaynayan su buharlaÅŸarak uçar, ama bu buhar soÄŸuduÄŸunda yeniden su damlacıklarına dönüşür. Mutfakta kaynayan bir çaydanlıktan çıkan su buharının pencere cam­larında ve duvarlarda su damlacıkları halinde yoÄŸunlaÅŸması bu olayın en canlı örneÄŸidir. YoÄŸunlaÅŸmış bu su damlacıkları çok duru ve katışıksızdır; çünkü su buharlaşıp uçarken içinde erimiÅŸ halde bulunan yabancı maddeler geride kalır. ÇeÅŸitli sıvıları önce buharlaÅŸtırıp sonra yoÄŸunlaÅŸtırarak arıtmaya dayanan da­mıtma iÅŸleminin temeli de bu olaydır. Örne­ğin tuzlu deniz suyu kaynatıldığında içindeki tuz kazanın dibinde ve kenarlarında çökelip kalırken su buharlaÅŸarak uçar. Bu buhar soÄŸutulursa içinde yabancı madde bulunma­yan “arı su1′ elde edilir.

Sıvıları damıtmak için kullanılan aygıtlara genellikle imbik denir. Bu aygıtlar temel olarak bir kaynatma kabı, bir soÄŸutucu ya da yoÄŸunlaÅŸtırıcı ve “damıtık” sıvının biriktiÄŸi bir toplama kabından oluÅŸur. Aylarca denizde kalındığı için içme suyu sıkıntısı çekilen bazı uzun yol gemilerinde, ayrıca arı su kullanmak zorunda olan hastane, fabrika ve laboratuvarlarda genellikle böyle bir imbik ya da damıt­ma aygıtı vardır. Gemilerin büyük imbiklerin­de deniz suyundan içme suyu elde etmek için tuzlu su bir kazanda kaynatılır ve çıkan buhar kangal biçiminde kıvrılmış bakır ya da cam borulardan geçirilir. Bu arada boruların üs­tünden sürekli soÄŸuk su akıtılarak sıcak buha­rın soÄŸuyup yoÄŸunlaÅŸması saÄŸlanır. Ä°laç yapı­mında, kimya laboratuvarlarında ve akülerde kullanılan suların da son derece katışıksız olması gerekir. Bu yüzden, içinde genellikle çözünmüş mineral tuzları bulunan musluk suları ancak damıtıldıktan sonra kullanılabi­lir. Nitekim akülere ya da buharlı ütülere doldurulan, baÅŸta ilaç fabrikaları olmak üzere birçok sanayi dalında kullanılan arı ya da saf sular hep damıtık sudur.

Yeterince yağış almayan kurak ülkelerde de içme suyu genellikle deniz kıyısında kurulmuÅŸ dev damıtma tesislerinde elde edilir. Bunlar­dan bazıları deniz suyundan günde 5 milyon litre tatlı su damıtabilir. Hatta ABD’de, Los Angeles yakınlarındaki yapay bir ada üzerin­de kurulmuÅŸ olan bir damıtma tesisi günde 250 milyon litre tatlı su üretebilecek kapasite­dedir. Bu tesiste deniz suyunu buharlaÅŸtırmak için gerekli ısı bir nükleer reaktörden sağ­lanır.

Katışıksız bir sıvı, kaynama noktası denen belirli bir sıcaklıkta kaynar. ÖrneÄŸin suyun kaynama noktası 100°C, alkolünki 78°C’dir.

EÄŸer bir karışımdaki sıvılardan her birinin kaynama noktası farklıysa, bu karışım ısıtıldı­ğında önce kaynama noktası en düşük olan sıvı kaynayarak buharlaşır. Sıcaklık artarak bir sonraki sıvının kaynama noktasına ulaÅŸtı­ğında bu kez bu sıvı buharlaÅŸarak karışımdan ayrılır ve kaynama noktası en yüksek olan sıvı buharlaşıncaya kadar bu böylece sürüp gider. Kaynayan her sıvının buharı borularla alınıp ayrı kaplarda yoÄŸunlaÅŸtırılırsa, karışımdaki sıvılar birbirinden ayrılmış olur. Petrol rafine­rilerinde, kuyulardan çıkarılan ham petrolün arıtılmasında “ayrımsal damıtma” denen bu yöntem uygulanır. Çünkü ham petrol, kayna­ma noktaları farklı birçok maddenin karışımı­dır. Ayrımsal damıtma uygulandığında, önce oldukça düşük sıcaklıklarda çıkan buharların yoÄŸunlaÅŸtırılmasıyla normal benzin, süper benzin ve uçak benzini gibi petrol ürünleri elde edilir; daha sonra sıcaklık yükseldikçe gazyağı, sıvı makine yaÄŸları, parafin, katı makine yaÄŸları (gresler), mazot ve vazelin gibi petrol türevleri ayrılır. Damıtma sürecin­den geriye kalan artık da asfalt, yapımında kullanılan bitümdür.

Kömür katranının damıtılmasıyla da benzol, kreozot gibi bileşikler ve çeşitli antiseptikler elde edilir. Ama önce kömürden katranı ayırmak için gene bir tür damıtma işlemi gereklidir. Bu aşamada taşkömürü, içine hava girmeyecek biçimde yapılmış büyük fırınlarda ısıtılır. Çıkan gazlar bir yerde toplanarak yoğunlaştırılınca katran ve su elde edilir; fırında kalan artık ise kokkömürüdür. Aynı işlem oduna uygulandığında çıkan gazlardan alkol, asetik asit ve aseton elde edilir, geriye odunkömürü kalır.

Damıtma çok eskiden beri bilinen bir yön­temdir. 8. yüzyılda yaşamış olan ünlü Arap simyacı Cabir bin Havyan alkolü sudan ayır­mak için bu yöntemin uygulanabileceğini göstermiştir. Bugün de rakı, viski, cin ve votka gibi alkollü içkilerin üretiminde en önemli işlemlerden biri damıtmadır.

Damıtma

Damıtma, iki veya daha fazla bileşen içeren bir karışımın ısıtılıp, buhar ve sıvı faz oluşturmak suretiyle daha uçucu bileşence zengin karışımların elde edilmesini sağlayan ayırma işlemidir. Distilasyon işlemi sırasında, buhar faz daha uçucu olan A bileşeni tarafından zenginleşirken, sıvı faz ise kaynama sıcaklığı daha yüksek olan B bileşenince zenginleşir. Fakat yüzde 100 a içeren bir buhar faz elde edilemez.

Diğer bir tanımlama ile; tüm bileşenlerinin uçucu olmak zorunda olduğu, yüksek oranlarda ayırmaya izin veren bir çeşit ayırma prosesidir. İki veya daha fazla bileşenli sıvı karışımlarının ısıtılıp buhar ve sıvı faz oluşturulması suretiyle, daha uçucu bileşence zengin karışımların elde edilmesine denir.

Distilasyonun gerçekleştirilebilmesi için temel şart, denge durumuna erişmiş buhar-sıvı sisteminde, buhar fazın sıvı fazdan farklı bileşime sahip olmasıdır. Buhar ve sıvı faz bileşimleri aynı olursa, distilasyonda yeterli bir ayırma gerçekleşmez.

Damıtma, özellikle organik bileşiklerin saflaştırılması ve ayrılmasında en çok kullanılan yöntemlerden biridir. Kaynama noktasında bulunan bir sıvıya daha fazla ısı verilirse sıvının sıcaklığı artmaz, verilen ısı sıvının buhar haline dönüşmesini sağlar. Sıcaklık, sıvının tamamen buhar halinde uzaklaşmasına kadar sabit kalır. Bu yöntemle buhar basınçları farklı olan sıvılar birbiriniden ayrılabilir.

Çeşitli parametreler göz önüne alınarak distilasyon çeşitlerinin sınıflandırılması mümkündür. Çalışma şekline göre sürekli-kesikli; besleme akımına göre ikili sistem-çoklu sistem; alınan ürün akımının sayısına göre tek akım-çok akım; ayırma işleminde ek besleme akımı kullanılıp kullanılmamasına göre azeotropik-ekstraktif-tuz katkılı; kolon iç yapısına göre raflı kolon-dolgulu kolon gibi sınıflandırmalar mümkündür. Ayrıca riflaks varlığına göre de sınıflandırma söz konusudur.

Kaynak: Kadim Dostlar ™ Forum

Bu içerik 25.10.2009 tarihinde Hale tarafından, Fizik - Kimya - Biyoloji Konu Anlatımları bölümünde paylaşılmıştır ve 3214 kez okunmuştur. Bu içeriğin devamında incelemek isteyebileceğiniz 1 adet mesaj daha bulunmaktadır.

[Kimya] Damıtma Nedir? | Arı Su1 - Damıtmanın Kullanım Alanları - Gazların Ayrışması - Damıtma Şekillleri orjinal içeriğine ulaşmak için tıklayın ...