مخاليط منفصلة

مخاليط منفصلة

العديد من المواد التي نستخدمها كل يوم كانت في الواقع جزءًا من خليط. قام شخص ما في مكان ما بفصل تلك المادة عن الخليط حتى نتمكن من استخدامها. اتضح أن العديد من المركبات والعناصر لا توجد في الطبيعة في شكلها النقي ، ولكنها توجد كأجزاء من المخاليط. يعد فصل المواد عن المخاليط جزءًا مهمًا من الكيمياء والصناعة الحديثة.

يتم استخدام بعض المصطلحات المهمة في الكيمياء في هذا القسم بما في ذلك مخاليط و المعلقات ، و حلول . يمكنك النقر فوق الروابط لمعرفة المزيد حول كل منها.

لماذا نريد فصل الخلطات؟

على طول طريق العودة إلى التاريخ القديم ، قام البشر المجتهدون بفصل الخلائط من أجل الحصول على المواد المحددة التي يحتاجون إليها. أحد الأمثلة على ذلك هو استخراج المعادن من الركاز من أجل صنع الأدوات والأسلحة. سنناقش بعض الأمثلة الأخرى للانفصال أدناه.

عمليات الفصل

تسمى الطريقة التي يتم بها فصل المواد المختلفة في الخليط عملية. هناك عدد من العمليات المختلفة المستخدمة للفصل. كثير منها معقد للغاية وينطوي على مواد كيميائية خطيرة أو درجات حرارة عالية. تعتمد الكثير من الصناعات المهمة في العالم اليوم على عمليات الفصل.



الترشيح

طريقة واحدة شائعة للفصل هي الترشيح. تستخدم المرشحات في كل مكان. نستخدمها في منازلنا لتصفية الغبار والعث من الهواء الذي نتنفسه. نستخدمها لتصفية الشوائب من مياهنا. لدينا حتى مرشحات في أجسادنا مثل الكلى لدينا والتي تعمل كمرشحات لإخراج الأشياء السيئة من دمائنا.

تُستخدم عملية الترشيح بشكل عام لفصل خليط معلق حيث يتم تعليق جزيئات صلبة صغيرة في سائل أو هواء. في حالة تصفية المياه ، يتم دفع الماء من خلال ورقة مكونة من شبكة دقيقة جدًا من الألياف. يسمى الماء الذي تم تشغيله من خلال الفلتر بالمرشح. تسمى الجزيئات التي يتم إزالتها من الماء بواسطة المرشح البقايا.

مخطط ترشيح يوضح البقايا والرشح
التقطير

عملية فصل شائعة أخرى تسمى التقطير. يستخدم التقطير الغليان لفصل مخاليط المحاليل السائلة. يأخذ في الاعتبار أن المواد المختلفة في الخليط سيكون لها نقاط غليان مختلفة.

على سبيل المثال ، إذا قمت بتسخين الماء المالح ، فإن الماء في المحلول سوف يغلي قبل الملح. ثم يتبخر الماء تاركًا الملح وراءه. إذا تم تجميع البخار من الماء فسوف يتحول إلى سائل عندما يبرد. سيكون هذا الماء المبرد ماءًا نقيًا بدون ملح.

جهاز الطرد المركزي

في بعض الحالات ، توجد مخاليط معلقة حيث تكون الجسيمات الصلبة ناعمة جدًا بحيث لا يمكن فصلها بواسطة مرشح. في هذه الحالات ، يتم استخدام جهاز طرد مركزي في بعض الأحيان. أجهزة الطرد المركزي هي أجهزة ميكانيكية تدور بسرعات عالية جدًا. تسمح هذه السرعات العالية للجسيمات الصلبة في المعلقات بالاستقرار بسرعة كبيرة. على سبيل المثال ، بدلاً من الانتظار حتى تستقر الرمال ببطء في قاع الماء ، يمكن أن يتسبب جهاز الطرد المركزي في استقرار الرمال في غضون ثوانٍ.

تتضمن بعض الأمثلة على كيفية استخدام أجهزة الطرد المركزي فصل الدم إلى بلازما وخلايا حمراء ، وفصل القشدة عن الحليب ، وفصل نظائر اليورانيوم لمحطات الطاقة النووية.

تتحرك الجسيمات الأثقل إلى الخارج
من الاسطوانة أثناء دوران جهاز الطرد المركزي
السماح بفصل الخليط.

عمليات أخرى

هناك العديد من عمليات الفصل الأخرى مثل التسامي ، والامتصاص ، والتبلور ، والكروماتوغرافيا. في بعض الأحيان يستغرق الأمر عدة مراحل من العمليات للوصول إلى النتيجة النهائية. أحد الأمثلة على ذلك هو معالجة النفط الخام. يستخدم النفط الخام العديد من مستويات التقطير الجزئي لإنتاج عدد من المنتجات المختلفة بما في ذلك البنزين ووقود الطائرات وغاز البروبان وزيت التدفئة.

حقائق مثيرة للاهتمام حول فصل الخلائط
  • لفصل المحاليل السائلة حيث تحتوي المواد على نقاط غليان متشابهة ، يتم استخدام نسخة أكثر تعقيدًا من التقطير تسمى التقطير التجزيئي.
  • الطلاء يستخدم عملية فصل التبخر. الطلاء الرطب عبارة عن خليط من صبغة ملونة ومذيب. عندما يجف المذيب ويتبخر ، يتبقى فقط صبغة اللون.
  • تم استخدام عملية فصل التذرية في الثقافات القديمة لفصل الحبوب عن القشر. كانوا يرمون الخليط في الهواء وتنفخ الرياح القشر الأخف ، تاركة الحبوب الأثقل.
  • يمكن أن تدور أجهزة الطرد المركزي عالية السرعة حتى 30000 مرة في الدقيقة.
  • تحدث العديد من عمليات الفصل باستمرار في الطبيعة.