تعددت طرق فصل المخاليط فهناك طرق يدوية وأخرى عن طريق الطبيعة وأيضًا عن طريق آلات معدة خصيصًا لفصل أي خليط مهما كانت درجة اختلاطه وتداخله، أما عن اللجوء لتلك العملية من الأساس فيكون بسبب احتياجات البعض في الحياة العادية أو العملية، ولقد اكتشف بعض العلماء طرق جديدة لمحاولة فصل المخاليط عوضَا عن الطرق التقليدية، مساعدة منهم في توفير الوقت والجهد ومحاولة فصل أصعب المخاليط، التي يصعب على الطرق التقليدية فصلها.
طرق فصل المخاليط
المخلوط هو خليط يجمع بين مادتين مختلفتين أو أكثر، كل مادة تختلف عن الأخرى في خواصها، ولا يؤثر هذا الخليط على خواص أي من المواد المختلطة ببعضها البعض، مثل اختلاط الزيت بالماء إذا نظرنا إليهم نجد أن كل عنصر محافظ على هيكله وشكله وخواصه.
أيضًا البترول، يتكون البترول من مزيج من المواد نريد أن نستخلصها ونستخدمها في بعض من الأشياء الهامة كوقود للسيارات وصنع البلاستيك، وأشياء أخرى نستطيع أن نستفيد منها إذا فصلنا مكونات خليط البترول بعضها عن بعض.
لقد تعددت طرق الفصل بين المواد المختلطة منها الطرق الفيزيائية والطرق الكيميائية ومنها ما يمكن فصله يدويًا ومنها ما يتم فصله عن طريق آلات مخصصة لفصل المواد المختلطة، ومن أهم طرق فصل المخاليط ما يلي:
1- طرق يدوية
يوجد الكثير من الطرق اليدوية لفصل بعض من المخاليط، تعتمد تلك الطرق بدورها على مقدار المخاليط فمثلًا:
- الفصل باليد (Hand sorting): هناك بعض من المخاليط يمكننا أن نفصلهم عن طريق أيدينا مثلًا فصل حبات الأرز عن بعضها، فصل بعض من أنواع الفاكهة عن بعضها البعض، وتعتبر تلك الطريقة سهلة إذا كانت الأشياء المراد فصلها كبيرة الحجم نسبيًا وعددها قليل.
- الغربلة (Sieving): هناك بعض من المخاليط كبيرة لا يمكن أن نفصلها بواسطة أيدينا فنستخدم في تلك الحالة الغربلة، بحيث تسقط الحبيبات صغيرة الحجم من خلال الفتحات الموجودة في الغربال وتبقى الحبيبات الكبيرة مثل ما يفعله بعض من البنائين عندما يريدون فصل الحجارة أو الحصى عن الرمل يستخدمون تلك الطريقة.
2- جهاز الطرد المركزي
هو جهاز ميكانيكي يدور بسرعة عالية جدًا تصل سرعته إلى 30000 مرة في الدقيقة يتم استخدامه في فصل الحبيبات الصلبة الصغيرة عن المحلول في بعض الأوقات، حيث تتجه الجزيئات الكبيرة في المحلول إلى الخارج بعيدًا عن محور الدوران، أما الجزيئات الصغيرة الصلبة تستقر في القاع، ومن أمثلة جهاز الطرد المركزي:
- فصل الرمل عن الماء
- فصل حبيبات الحليب عن الماء
- فصل عينات الدم إلى بلازما وكرات الدم الحمراء
3- الترشيح Filtration
إذا كانت المادتين مختلفتين عن بعضهما البعض في الحالة الفيزيائية أو إذا كان حجم الحبيبات صغيرة ومتباينة في حجمها يتم فصلها من خلال الترشيح باستخدام كصفاة أو ورقة ترشيح، وإذا نظرنا في حياتنا اليومية سنجد العديد من الأمثلة في هذا لنوع من الترشيح، فنجد أن جهاز صنع القهوة يحتوي ورقة ترشيح يمر من خلالها مسحوق القهوة، أيضًا فلتر المياه تمر المياه من خلال ورق ترشيح تبقي أي شيء فاسد خارج المياه لا يصل إلينا وينقسم الترشيح إلى نوعين:
- ترشيح بالجاذبية: إذا كانت المادة المراد فصلها غير ذائبة في المحلول يمكن أن تستخدم تلك الطريقة، وذلك من خلال تسخين المحلول ثم نقوم بصبه من خلال قٌمع موضوع فيه ورقة ترشيح فتبقى المادة الصلبة على ورقة الترشيح ويصب المحلول المراد ترشيحه إلى دورق الترشيح.
- الترشيح بالشفط: إذا كانت المواد تحتوي على شوائب ذائبة في المحلول يتم استخدام طريقة الترشيح بالشفط، حيث نقوم بصب المحلول عبر قمع هيرش مبطن بورقة الترشيح مربوط بجهاز يسحب الهواء، أما عن السائل الصافي الذي يمر عبر ورقة الترشيح يُسمى المُرشح أما الحبيبات التي تتكون فوق ورقة الترشيح تعرف بالرواسب.
4- الفصل بالتقطير
إذا كان المخلوط يتكون من مادتين سائلتين أو أكثر يتم فصله عن طريق التقطير، ويحدث ذلك عن طريق تبخير المادة السائلة ثم إعادة تكثيفها، وذلك يعتمد على الضغط البخاري في الماء.. ففي التبخير البسيط يتم تسخين الخليط المادة التي تكون ذات ضغط قليل تتبخر أولًا عند درجة حرارة أقل ثم ينتقل البخار عبر المكثف الذي يكون في حالة باردة فيتكاثف عليها ويعود إلى حالته السائلة ويسمى بالسائل المُقطُر.
5- الفصل المغناطيسي
إذا كان الخليط يتكون من مادتين أحدهما مغناطيسية والأخرى غير مغناطيسية يتم استخدام الفصل المغناطيسي وهو من طرق فصل المخاليط، بحيث تمر المادتين على حزام دوار يوجد في أخرة عجلة مغناطيسية، حيث تلتصق الحبيبات المغناطيسية بالحزام أما الغير مغناطيسية تسقط.
6- طريقة التبخير
هل خطر ببالك من قبل كيف يستخرج ملح الطعام؟ في كثير من الدول يتم استخراج ملح الطعام عن طريق تبخير مياه البحر باستخدام الطاقة الحرارية، يعرف التبخير بأنه طريقة لفصل المخاليط التي تحتوي على مادة صلبة ذائبة، فيتم فصل المادة السائلة عن المادة الصلبة عن طريق تبخير المادة السائلة بشكل كامل.
7- طريقة الاستشراب
يعتبر هذا النوع من أهم طرق فصل المخاليط، فهو من الطرق الكيميائية التي تعتمد قدرتها على الالتصاق بقضيب صلب، نستخدمها في فصل خليط من المواد السائلة والصلبة أو خليط من المواد الصلبة، أو خليط من المواد السائلة، أو حتى الغازية، ويتم عن طريق مرحلتين:
- المرحلة المتحركة: تختلف مكونات تلك المرحلة نظرًا لاختلاف المواد المراد فصلها حيث يتحرك مواد الخليط المراد فصله عبر مواد هذا الطور، فإذا تجاذبت المواد المراد فصلها مع مواد الطور فإنها تتحرك مسافة صغيرة أما إذا لم تتجاذب المواد تتحرك مسافة أطول لكي تتجاذب معها.
- المرحلة الساكنة: يتم استخدام مواد مثل أكسيد الألومنيوم، أو السليكا، أو ورقية من السيليلوز.
تتنوع عمليات الاستشراب فمن الممكن أن تتم عن طريق الاستشراب العمودي أو الاستشراب الغازي أو استشراب الطبقة الرقيقة.. كما هو موضح فيما يلي:
أولًا: على العمود
يتم استخدام عمود أفقي يحتوي على مادة ماصة صلبة تلعب دور الطور الساكن، ثم يتم صب الخليط المراد فصلة ثم المذيب الذي يلعب دور الطور المتحرك.. ثم يتم الفصل بناءً على الفرق بين الطورين في الذوبان.
ثانيًا: الفصل الغازي
يتم تبخير السائل المراد فصلة إلى غاز فينتقل الغاز عبر أنبوب يتكون من مادة صلبة تلعب دور الطور الساكن، ثم نستخدم غاز يعرف بالغاز الحامل يلعب دور الطور المتحرك، فيتم فصل المواد بناء على الفرق بين الطورين في التجاذب.
ثالثًا: الطبقة الرقيقة
يتم استخدام ورقة الترشيح حيث يتم وضع قطره من المادة المراد فصلها تبعد سنتيمترات عن حافة ورقة الترشيح ثم نضع الورقة في وعاء زجاجي يحتوي على المذيب الذي يلعب دور الطور المتحرك ليبدأ بالحركة، تتحرك المادة التي تذوب في الطور المتحرك معه إلى الأعلى أما المادة التي تذوب في الطور الساكن تبقي ولا تتحرك.
تعددت طرق فصل المخاليط، ولقد تسارع العلماء في اكتشاف وابتكار الطرق الحديثة في مجال فصل المخاليط لتوفير الوقت والجهد على الكثيرين، ولولا اجتهاداتهم لما استطعنا التوصل إلى ما وصلنا إليه اليوم.
التعليقات