كيف يمكن فصل مخلوط الرمل والسكر؟ من بين العمليات المعروفة في علم الكيمياء هي آلية فصل العناصر عن بعضها، وسبب انفصال تلك المواد والعناصر عن بعضها هو وجود اختلافات فيما بينها مثل الحجم وحالة المادة ومقدار الشحنة الكهربائية ودرجة الانصهار وما إلى ذلك من العوامل الأخرى، وفي مقالنا هذا سنتعرف على أبرز طرق فصل المواد عن بعضها مثل الرمل والسكر.
كيف يمكن فصل مخلوط الرمل والسكر
يمكننا فصل مخلوط الرمل والسكر عن طريق إضافة كمية كبيرة من الماء إلى المزيج، ثم تُحرك بقوة حتى يذوب السكر في الماء، وبعد هذه العملية يتم ترشيح مزيج لفصل الرمل عن السائل الصلب وذلك من خلال استخدام مادة مسامية تسمى بالمرشح تحتفظ بالرمل المخلوط مع السائل ثم تسمح للسائل بالسريان بواسطتها، ويجدر التنويه أن هذا السائل يحتوي على السكر الذي كان موجودًا أصلًا في المخلوط الصلب، وبعد الانتهاء من فصل هذا المخلوط سوف يتعرض الرمل للتجفيف من خلال تعرضه لأشعة الشمس أو أي مصدر حرارة، وتبقى مادة السكر التي يتم فصلها عن الماء بواسطة تبخير الماء، ليظل السكر في قاع الوعاء وحده دون وجود الماء، كما أن القدرة على فصل الرمل والسكر كانت ممكنة وذلك بسبب اختلافهما في الذوبان، ولكن الرمل لا نستطيع تذويبه في الماء مقارنةً مع السكر الذي يمكن فصل بكل سهولة عند ملامسته للماء.
أنواع المخاليط وخصائصها
المخاليط عبارة عن مواد تتكون من شكلين أو أكثر من المواد، التي يمكن فصلهم بالطرق الفيزيائية، تشمل الأمثلة محلول الماء والملح أو خليط من السكر والماء أو غازات مختلفة، ولا تتحد المكونات المختلفة من خلال أي نوع من التغييرات الكيميائية لذلك لا تفقد المكونات خصائصها الفردية، وسنتعرف على أنواع المخاليط وخصائصها.
خليط متجانس
إن المخاليط التي لها تركيبة موحدة في جميع الأنحاء يطلق عليها المخاليط المتجانسة فمن الصعب فصلها بسهولة، ومن الأمثلة على هذا النوع مزيج السكر والماء، ومزيج الملح والماء، وعصير الليمون، ومثال على ذلك فإن الملح والماء لا يمكن التمييز بين حدودهما فتكون المكونات عبارة مُذيب الماء في الملح، ومن خصائص الخليط المتجانس:
- تعتبر جميع المحاليل أمثلة على خليط متجانس.
- حجم الجسيمات في هذه الحالة تكون أقل من واحد نانومتر.
- لا تخضع لتأثير تيندال.
- لا يمكن التمييز بين حدود الجسيمات.
- لا يمكن فصل الجزيئات هنا بواسطة الطرد المركزي أو الصب.
خليط غير متجانس
خليط غير متجانس هو الذي لا يمتلك تركيبًا موحدًا في جميع أنحاء المخلوط، ومن الأمثلة على ذلك خليط الرمل والتربة والكبريت والزيت والماء فهذه المواد تعتبر غير متجانسة لأنها لا تحتوي على تركيبًا موحدًا، كما يمكن تحديد الحدود المختلفة للجزيئات المكونة للمخلوط، ومن خصائص الخليط الغير متجانس:
- أغلبية المخاليط غير متجانسة ماعدا المحاليل والسبائك.
- الجسيمات المكونة موجودة هنا بشكل مفصل.
- إمكانية معرفة مكونات المخلوط بسهولة.
- يوجد مرحلتان وأكثر في خليط غير متجانس.
- تتراوح حجم الجسيمات في هذا المخلوط ما بين نانومتر واحد وميكرومتر واحد.
- في الخليط الغير المتجانس تظهر تأثير تيندال.
طرق فصل المخاليط
المخاليط تأتي على عدة أشكال مختلفة، اغلبية هذه المخاليط قابلة للفصل بكل سهولة، وتتعدد طرق الفصل إذ تعتمد على نوع الخليط الموجود ومكوناته، وفيما يلي بعض طرق فصل المخاليط المُستخدمة:
اللوني
يعمل الفصل اللوني عن طريق تمريره في محلول أو معلق أو بخار، من خلال وسيط تتحرك فيه المكونات بمعدلات مختلفة، والفصل اللوني للطبقة الرقيقة يستخدم في فصل وتحديد المخاليط الملونة، وخاصة الأصباغ.
التقطير
يعد التقطير من الطرق الرائعة التي تُعطي نتائج جيدة في فصل المخاليط التي تتكون من نوعين أو أكثر من السوائل النقية، ويطلق على التقطير أنه عملية تنقية يتم من خلاله تبخير مكونات الخليط السائل ومن ثم تكثيفها ثم فصلها، وفي التقطير البسيط يُسخن الخليط ويتبخر المكون الأكثر تحولًا عند درجة الحرارة الأدنى، إذ يمر البخار عن طريق أنبوب مبرد ليحدث التكاثف فيعود إلى حالته السائلة مرة أخرى، ويطلق على السوائل المكثفة والتي يتم تجميعها بنواتج التقطير.
التبخر
تستخدم تقنية التبخر لعزل المخاليط المتجانسة عن وجود مادة أو أكثر من المواد الصلبة المذابة في المخلوط، إذ تقوم هذه الطريقة على فصل المكونات السائلة عن المكونات الصلبة، ثم تعمل على تسخين المخلوط بواسطة استخدام مصدر للحرارة، ويجب التأكد قبل استخدام هذه الطريقة بأن الخليط يحتوي على مكون سائل واحد فقط، وذلك لأن المكونات السائلة جميعها سوف تتبخر باستمرار أثناء عملية التسخين، وتعد هذه الطريقة من الطرق المُثلى لفصل المادة الصلبة الذائبة عن السائل.
ختامًا نكن قد أنهينا مقالنا بعد أن شرحنا كيف يمكن فصل مخلوط الرمل والسكر، وتعرفنا على مصطلح المخلوط وماهي أنواع المخاليط وخصائصها، كما تحدثنا عن بعض الطرق الشائعة التي يتم استخدامها لفصل المخاليط.
