محتويات
ما المخلوط الذي يمكن فصله عن طريق عملية الترشيح
المخلوط الذي يمكن فصله عن طريق عملية الترشيح بشكل عام هي مخاليط المواد (الصلبة مع السائلة – الصلبة مع الصلبة – الصلبة مع الغاز).
يمكن من خلال عملية الترشيح أن نفصل العناصر الداخلة في تركيبة المخلوط غير المرغوب بها لاستخلاص العناصر المطلوبة، ويتم ذلك بواسطة أداة نفوذه تسمى المُرشّح التي تتمثل وظيفتها بتمرير العناصر الصغيرة الحجم غير المرغوب بها في الخليط عبر ثقوبها، وحجز العناصر ذات الحجم الأكبر المطلوب فرزها أو جمعها لأنه غير ممكن تمريرها من ثقوب المرشح.
وبالاطلاع على تعريف المخلوط وانواعه سنجد أنه بمثابة عملية تصفية للأشياء الموجودة في المخاليط بغض النظر عن ماهيتها (أنواعها) والتي يمكن أن نصدفها بحياتنا اليومية، كتصفية الرمل من مخلوط (الرمل والحصى) أو تصفية الماء من (الرمل والماء) أو تصفية الشوائب عن الغاز في خليط (الهواء والشوائب الصلبة) وغيرها من الأمثلة الأخرى الكثيرة.
جميع الأمثلة المذكورة عبارة عن مخاليط غير متجانسة لا تمتزج ببعضها البعض بشكل نهائي ويبقى لكل منها خصائصها الفيزيائية المميزة، لذا يكون فصلها سهلاً وممكناً، أما المخاليط المتجانسة فهي ما يصعب أو يستحيل فصلها وإعادته لحالته السابقة، وإذا فصل عناصرها متاحاً أو ممكناً فسيكون مستحيلاً بالترشيح ومن أمثلتها مخلوط كلوريد الصوديوم أو مخاليط الغاز بالغاز التي لا تفصلها المرشحات. [1]
ماهي المخاليط وما خصائصها
- المخاليط.
- خصائص المخاليط.
خلال دراسة الكيمياء للمبتدئين لا بد من المرور في بحث المخاليط الذي يعد من أساسيات الكيمياء، فما هو المقصود بهذا المصطلح وما هي الخصائص العامة للمخاليط هو ما سنقدمه بما يلي:
المخاليط: هي أجسام تتألف بنيتها من أكثر من مكون واحد (اثنين على الأقل) بحيث لا تربطهما علاقة كيميائية (تفاعل) بل هي مجرد مزيج فيزيائي تحافظ عناصره خلاله على هويتها بهيئة محاليل متجانسة أو غير متجانسة، وبالتالي هي مجسمات تنجم من اتحاد بعض المواد لا يفقدها خصاصها الفردية المميزة.
خصائص المخاليط: ومن التعريف السابق نستنتج ما يلي من الخصائص للمخاليط:
- مكوناتها غير محكومة بنسب ثابتة.
- تتشكل فيزيائياً بمجر المزج دون أي تأثير أو تفاعل كيميائي مما يحافظ على عناصرها الأصلية.
- تتوفر في الطبيعة إما كمتجانسة أو غير متجانسة.
- لكل خليط خصائص مستمدة من مكوناته الفردية، وتتوقف درجة غليانها أو انصهارها على ذلك.
- قابلية الفصل لمكوناته بالطرق الفيزيائية.
- لا يسبب تكوينها أي تغير بمستوى الطاقة.
- تتوفر في كافة حالات المادة (الصلبة والسائلة والغازية). [2]
أنواع المخاليط
- المخاليط المتجانسة.
- المَخاليط غير المُتجانسة.
المخاليط في الكيمياء تختلف عن المركبات فالمخاليط تتشكل فيزيائياً أما المركبات فتتشكل بالتفاعل الكيميائي وتحت مؤثرات معينة، والمخاليط لها نوعين رئيسيين لكل منهما خصائصه المميزة كما يمكن أن يقسم كل منهما إلى أنواع أخرى بحسب تلك الخصائص، والمعيار الأساسي في تقسيم المخاليط هو توزيع عناصرها المكونة في بنية الخليط، وهي:
المخاليط المتجانسة: وهي المخاليط ذات البنية الموحدة بحيث تبدو عناصرها متحدة كمرحلة واحدة لا تُعلم بدايتها ولا نهايتها، مثل المحاليل الملحية الي لا يمكن للعين المجردة تمييز الملح في تركيبتها بل نشاهدها كماء معكر فقط، ومما يميزها عن المركبات أنها غير محكومة بنسب معينة للعناصر الداخلية، وبالتالي يمكن استخلاص أنها تتشكل من ذوبان المُذاب في الُمذيب، ولها عدة أشكال فقد تكون صلبة كخليط (النحاس مع الزنك) وسائلة كخليط (الماء الملحي) الذي يجيبنا على استفسار ما نوع المخلوط المكون من الملح والماء.
المَخاليط غير المُتجانسة: مخاليط ذات بنية غير موحدة بحيث تكون عناصرها مميزة وواضحة بالعين المجردة أو بالملمس، مثل مخاليط “الزيت مع الماء”، وبالتالي فهو بالتعريف المخلوط يحتوي على مواد غير ممزوجة بالتساوي ، وتقسم المخاليط غير المتجانسة عمليّاً إلى نوعين أساسيين هما:
- المخاليط الغروانية: أي التي تتعلق فيها الجزيئات والعناصر الصغيرة في أحد مكوناتها والغير قابلة للذوبان بأحد مكونات الخليط الأخرى، وبالاستناد إلى طبيعة وخصائص المادة العالقة والمادة التي علقت بها سيكون لدينا عدة مسميات الهذا النوع من المخاليط كـ (العالقة – السول أي الشوائب الصلبة في السائل – المستحلب أي السوائل ببعضها البعض – الرغوة أي السائلة في الصلبة – الهباء أي الشائلة والصلبة في الغاز)
- المعلقات: أي التي تتعلق فيها الجزيئات والعناصر الكبيرة في أحد مكوناتها والغير قابلة للذوبان بأحد مكونات الخليط الأخرى، إلا أنها تستقر في قاع الخليط بالغالي كالماء والرمل. [3]
طرق فصل المخاليط
- التبخير.
- التقطير.
- الترشيح.
- الترسيب.
- قمع الفصل
- الفصل المغناطيسي.
- طرق أخرى.
إنّ الغرض الأساسي من فصل المخاليط عن بعضها البعض هو الوصول إلى أحد عناصرها المكونة بشكلها النقي، ومن المعروف أن المخاليط هي أكثر ما يمكن أن نصادفه خلال حياتنا اليومية وبهيئات مختلفة عن بعضها البعض، مما يمكن فصلها بطرق متباينة ومفيدة كما يلي:
القطف اليدوي: أي فصل العناصر عن بعضها البعض يدوياً للحصول على العناصر المفيدة منها، ويساعد في ذلك خصائصها الفيزيائية المحلوظة كالحجم أو اللون أو الرائحة أو الشكل الخارجي.
التبخير: وهو الطريقة المتبعة في التخلص من المذيبات العضوية في خليطها مع المواد الصلبة، حيث يتم تعريض الخليط للحرارة حتى يتبخر السائل منه، وهي مختلفة عن التسامي الذي يتبخر خلاله الجسم الصلب نفسه.
التقطير: وهي الطريقة المتبعة لفصل عناصر الخليط التي تتكون من أكثر من سائل نقي، بحيث يتم تقطيرها ومن ثم إعادة تكثيفها لعزلها عن بعضها البعض لأن كل سائل له درجة تبخير محددة.
الترشيح: وهي أكثر الطرق شيوعاً لعزل المواد الصلبة عن بعضها البعض أو الخليط بين الصلب والسائل ما لم تكن عناصره قابلة للذوبان.
الترسيب: هو عزل المواد السائلة عن الصلبة بالاستفادة من خاصية ترسيب المواد الصلبة في قاع السائل وهي من العمليات طويلة الأمد.
قمع الفصل: وهو الأسلوب المتبع لفصل السوائل في الخليط غير القابل للامتزاج؛ حيث أن السائل الأقل كثافة سيطفو تلقائياً عند السطح مما يسهل عملية فصله.
الفصل المغناطيسي: إذا كانت بعض عناصر الخليط مواد تتأثر بالمجال المغناطيسي كفصل شرائح الحديد عن الماء أو الرمال بتمرير المغناطيس.
طرق أخرى: مثل:
- الدّرس: وهي الآلية في عملية جني المحاصيل كفصل حبوب القمح عن سيقانها من خلال ضربها وهي جافة على حافة صلبة.
- التذرية: وهي فصل العناصر عن بعضها البعض بتسخير قوة الرياح لهذا الغرض، كتذرية الحبوب في الهواء للتخلص من القشور العالقة بعد مرحلة الدراس.
- الغربلة: وهي من أشكال الترشيح التي يتم من خلالها نخل الخليط لتمييز العناصر متفاوتة الأحجام كما في مثال الرمل والحصى. [4]
يمكن فصل الماء عن الزيت باستخدام عملية الترشيح في نفس المخلوط