طرق فصل المخاليط

فصل المخاليط

تنقسم المادة إلى مادة نقية وتنقسم إلى ( عناصر – مركبات) وإلى مادة غير نقية وهي  المخاليط والتي بدورها تنقسم إلى  انواع المخاليط  مخاليط متجانسة وغير متجانسة ، المواد النقية لايمكن تجزئتها إلى مواد أبسط باستخدام العمليات الفيزيائية ، بينما يمكن الفصل بين مواد المخلوط باستخدام العمليات الفيزيائية  ، كما تعتمد طرق الاستخلاص على الذوبانية والاستخراج .

المخلوط : هو مادة تتكون من خلط مادتين أو أكثر بنسب مختلفة دون أن يحدث بينهما تفاعل ، لذلك يمكن فصل هذه المواد عن بعضها بالعمليات الفيزيائية ، تنقسم  انواع المخاليط إلى غير متجانسة ومتجانسة ، يتداخل مكونان أو أكثر (أو مراحل ، مناطق ذات بنية وخصائص قياسية) في مخاليط غير متجانسة ولكنها تظل متميزة ماديًا.

أمثلة على بعض أنواع المخاليط مثل :

• مخلوط السلطة الخضراء ، مخلوط الماء الماء المالح ، مخلوط برادة الحديد والرمل ، على سبيل المثال
• يمكن فصل مخلوط الماء الماء المالح بالغلي حيث يتبخر الماء ، ويترسب الملح في القاع  ، من السهل فصل الرمل عن الماء ، يمكن فصل الملح عن الماء  عن طريق التبخر من المحلول.
• يمكن فصل مخلوط برادة الحديد والرمل باستخدام المغناطيس .

المخاليط الغير متجانسة

هي المخاليط التي لا تمتزج فيها المواد بشكل منتظم ،وتختلف نسب المواد فيها من موضع لآخر ، وغالبًا مايسهل فصل مكوناتها ، يمكن التعرف على جميع المخاليط الغير متجانسة بمجرد النظر إليها مثل صحن السلطة الخضراء .

المخاليط المتجانسة

هي المخاليط التي تمتزج فيها المواد تمامًا ، ومن الأمثلة على ذلك هو الشامبو لأنه يحتوي على العديد من المواد التي تمتزج تمامًا مع بعضها ، كما تسمى المخاليط المتجانسة أيضًا باسم المحلول ، فالسكر المذاب في الماء  يسمى المحلول المخفف ، حيث تتوزع جزيئات السكر في الماء بانتظام حتى أنه لايمكنك رؤية السكر ، لذا يصعب فصل مكونات المخلوط المتجانس مقارنة بالمخلوط الغير المتجانس .

طرق فصل المخاليط

وتعرف بالإنجليزية separatingmixtures ، المواد المكونة للمخاليط الغير متجانسة لا تمتزج ببعضها ، وأنه يمكن تميزها بالعين المجردة ، أما المواد المكونة للمخلوط المتجانس تمتزج ببعضها ولا يمكن رؤيتها بالعين المجردة ، ويمكن فصل المخاليط بالطرائق المختلفة تعتمد على معرفة خصائصها ، كالخصائص المغناطيسية والاختلاف في الحجم والشكل واللون وغيرها ،

طرق فصل المخاليط الغير متجانسة

• الترشيح

وهي طريقة تستخدم لفصل المكونات الصلبة الغير ذائبة في السائل ، اعتمادًا على نفاذيتها من ورق الترشيح ، ويسمى المحلول بالراشح ، والمادة الصلبة ناتج الترشيح  ، الترشيح عند نقاط غليان مختلفة ، على سبيل المثال في مصافي النفط وفي صناعة الكحول  ، وأيضًا على سبيل المثال خليط الرمل والماء .

• المغناطيس

وتعرف بالإنجليزية Magnetic Separation وهي طريقة تستخدم لفصل مكونين اعتمادًا على الخصائص المغناطيسية لأحد مكونات المخلوط .

• الالتقاط باليد 

وتعرف بالإنجليزية   Handpickingوهي طريقة تستخدم فيها اليد لفصل الخليط ، اعتمادًا على إمكانية رؤية الخليط بالعين المجردة ، بالإضافة إلى كبر حجم المواد التي يسهل التقاطها باليد .

• الترسيب والطفو 

وتعرف بالإنجليزية  Sedimentation ، الترسيب هو عملية يتم فيها ترسيب الشوائب الثقيلة الموجودة في الماء السائل عادةً في قاع الحاوية التي تحتوي على الخليط ، تستغرق العملية بعض الوقت ، وهي طريقة لفصل مكونين اعتمادًا على أنهما لا يذوبان في السائل ، ومختلفين في الكثافة ، فتطفو المادة ذات الكثافة الأقل ، بينما تغوص المادة ذات الكثافة الأكبر .

• الغربلة

وتعرف بالإنجليزية  Winnowing، وهي طريقة تعتمد على فصل عدة مواد اعتمادًا على الفرق بين حجم كل مادة ، وحجم ثقوب الغربال المستخدمة ، أي يستخدم للمواد ذات الحجم المختلف .

• قمع الفصل 

وتعرف بالإنجليزية  Separating Funnel ،يستخدم لفصل السوائل الغير ممتزجة ،  مثل فصل الزيت عن الماء وتعتمد هذه الطريقة على اختلاف الكثافة بين السائلين ، حيث ينفصل الماء أولًا بسبب كثافته العالية مقارنة بالزيت ، ثم ينفصل الزيت .

• الدراسة 

أو الحصادة هو طريقة تستخدم أثناء حصاد البذور من الحبوب بضربها أو سحقها ، عادة ، يتم تجفيف سيقان القمح بمجرد حصادها ،  يتم بعد ذلك فصل الحبوب عن السيقان ووضعها على الأرض بضرب السيقان الجافة للتخلص من الحبوب الجافة. تم اختراع آلة الدرس في أواخر القرن الثامن عشر ، واليوم يقوم معظم المزارعين باستخدام آلة حصاد ، والتي تحصد وتدرس الحبوب في الحقل .

• التذرية

التذرية بالرياح وهي عندما يتم جمع الحبوب من عملية الدراسة ، يجب إزالتها من القشور قبل أن تتحول إلى دقيق ، عادة يتم فصل الخليط بمساعدة الرياح أو نفخ الهواء .

طرق فصل المخاليط المتجانسة

المكونات في المخاليط المتجانسة “يمكن تمييزها عادة من خلال مراعاة الخصائص المتغيرة للمكونات المختلفة” يمكن تسخين الخليط “حتى يتحول المكون الذي يغلي عند أدنى درجة حرارة إلى بخار ويمكن تمييزه” أثناء عملية التقطير ، توجد طرائق عدة لفصل هذا النوع من المخاليط المتجانسة ، تعتمد على الخصائص الفيزيائية لمكوناتها ، مثل درجة الحرارة الغليان والانصهار وغيرها من الخصائص

• التبخير  

Sieving هو عملية تحويل المادة من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية بالتسخين ، ويمكن من خلاله الحصول على المذاب من المحلول ، وتستخدم هذه الطريقة للحصول على الأملاح من مياه البحر ، يتم تسخين المحلول حتى يتبخر المذيب العضوي حيث يتحول إلى غاز ويترك في الغالب خلفه البقايا الصلبة.

• التقطير البسيط 

Simpledistillation تستخدم هذه العملية لفصل مكونات المخلوط من خلال عملتي التكثيف والتبخير ، وذلك اعتمادًا على الاختلاف الكبير في درجة الغليان ، ويستخدم في تحلية المياه وتقطير مياه البحر للحصول على مياه صالحة للشرب من خلال تصفية المياه من العوالق كالأعشاب والطحالب والرمال ، ثم ضخ المياه إلى وحدات تحلية ، ثم إجراء التقطير البسيط لتخليص المياه من الأملاح والمواد الكميائية الغير مرغوب فيها ، ثم إضافة أملاح معدنية بنسب دقيقة ، ثم ضخ المياه المعالج إلى الخزانات .

• التقطير الجزئي 

Fractionaldistillation يستخدم لفصل سائلين أو أكثر ، متقاربين في درجة حرارة الغليان ، على سبيل المثال الفصل بين الكحول الأثيليني والماء ، والفرق بين التقطير البسيط والتقطير الجزئي هو وجود عمود التجزئة في التقطير الجزئي ، ومن أهم التطبيقات العملية لهذا النوع من الفصل هو تكرير النفط  باستخدام برج التقطير ، حيث يتكون النفط  الخام من المواد الكربوهيدرانية ، ويتم فصلها عن بعضها البعض بتبخير مكونات النفط الخام عند درجة الغليان ، ثم تجمع هذه المكونات المختلفة أثناء تكاثفها عند درجات حرارة متباينة ، ويتم الحصول على المكونات ذات درجات الغليان المنخفضة من المناطق القريبة من قمة البرج ، في حين يتم الحصول على المكونات ذات درجات الغليان الأعلى بالقرب من قاع البرج  ، ومن التطبيقات الهامة أيضًا للتقطير الجزئي تنقية الغاز الطبيعي .

• الفصل اللوني 

Chromatography  الكروماتوغرافي وهي طريقة لفصل مكونات المخلوط إلى الألوان المكونة له ، وفقًا لاختلاف سرعة حركتها ، والذي يعتمد على قدرتها على الالتصاق بالجزء الثابت (الورقة) ، واختلاف قدرتها على ذوبان في الجزء المتحرك  (السائل ) .

• التبلور 

Crystallization وهي طريقة تهدف إلى فصل المواد الصلبة الذائبة في المحلول فوق المشبع على شكل بلورات صلبة نقية بالتدريج، ويمكن الحصول على بلورات صغيرة في الحجم عند تبريد المحلول تبريد سريع ، وكذلك يمكن الحصول على بلورات كبيرة الحجم عند تبريد المحلول تبريد بطئ  ، ويعد التبلور أحد أشكال الفصل الكميائي .