طرق فصل المخاليط

فصل المخاليط

تنقسم المواد إلى مادة نقية وتنقسم إلى عناصر ومركبات، وإلى مادة غير نقية وهي المخاليط التي بدورها تنقسم إلى أنواع مختلفة من المخاليط، بما في ذلك المخاليط المتجانسة وغير المتجانسة. لا يمكن تجزئة المواد النقية إلى مواد أبسط باستخدام العمليات الفيزيائية، بينما يمكن فصل مواد المخلوط باستخدام العمليات الفيزيائية، وتعتمد طرق الاستخلاص على الذوبانية والاستخراج .

المخلوط : المخلوط هو مادة تتكون من خلط مادتين أو أكثر بنسب مختلفة دون حدوث تفاعل بينهما، وبالتالي يمكن فصل هذه المواد عن بعضها البعض باستخدام العمليات الفيزيائية، وتنقسم المخاليط إلى مخاليط غير متجانسة ومتجانسة، وتتداخل مكونات المخلوط غير المتجانسة مع بعضها البعض (أو المراحل أو المناطق ذات الخواص القياسية) ولكنها تبقى متميزة ماديا.

أمثلة على بعض أنواع المخاليط مثل :

• يشمل مخلوطالسلطة الخضراء، ومخلوط الماء المالح، ومخلوط برادة الحديد والرمل، وغيرها من الخلائط
• يمكن فصل مخلوط الماء المالح بغليه، حيث يتبخر الماء ويترسب الملح في القاع، ويمكن بسهولة فصل الرمل عن الماء، ويمكن فصل الملح عن الماء عن طريق التبخر.
• يمكن فصل مزيج بين الحديد والرمل باستخدام المغناطيس .

المخاليط الغير متجانسة

المخاليط غير الممتجانسة هي تلك التي لا تمتزج المواد فيها بشكل منتظم، وتختلف نسب المواد فيها من مكان لآخر، وعادةً ما يمكن فصل مكوناتها بسهولة. ويمكن التعرف على جميع المخاليط غير المتجانسة بمجرد النظر إليها، مثل صحن السلطة الخضراء .

المخاليط المتجانسة

المخاليط هي تركيبات تجتمع فيها المواد تماما، ومن الأمثلة على ذلك الشامبو لأنه يحتوي على العديد من المواد التي تمتزج تماما مع بعضها. تسمى المخاليط المتجانسة أيضا بالمحاليل، فالسكر المذاب في الماء يسمى محلولا مخففا، حيث تتوزع جزيئات السكر بانتظام في الماء بحيث لا يمكن رؤية السكر، وبالتالي يكون من الصعب فصل مكونات المخلوط المتجانس مقارنة بالمخلوط غير المتجانس .

طرق فصل المخاليط

وفي اللغة الإنجليزية يعرف فصل المخاليط، حيث لا تتجانس المواد المكونة للمخاليط غير المتجانسة، ويمكن تمييزها بالعين المجردة، بينما المواد المكونة للمخلوط المتجانس تتجانس ولا يمكن رؤيتها بالعين المجردة، ويمكن فصل المخاليط باستخدام طرق مختلفة تعتمد على معرفة خصائصها، مثل الخصائص 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

تسمى بالإنجليزية Magnetic Separation وهي طريقة يتم استخدامها لفصل مكونين عن بعضهما البعض باستخدام الخصائص المغناطيسية لأحد المكونات الموجودة في المخلوط .

• الالتقاط باليد 

تعرف بالإنجليزية بـ `Handpicking`، وهي طريقة تستخدم اليد لفصل الخليط بناء على قدرة العين المجردة على رؤية الخليط، بالإضافة إلى حجم المواد السهلة الالتقاط باليد .

• الترسيب والطفو 

وتعرف عملية الترسيب بالإنجليزية بـ `Sedimentation`، وهي عملية يتم فيها ترسيب الشوائب الثقيلة الموجودة في الماء السائل، عادة في قاع الحاوية التي تحتوي على الخليط. تستغرق هذه العملية بعض الوقت، وتعتبر طريقة لفصل مكونين استنادا إلى أنهما لا يذوبان في السائل ومختلفين في الكثافة. بحيث تطفو المادة ذات الكثافة الأقل، في حين تغوص المادة ذات الكثافة الأعلى .

• الغربلة

Winnowing هي طريقة تستخدم لفصل العديد من المواد بناء على فروق حجم كل مادة وحجم الثقوب في الغربال المستخدمة، وتستخدم هذه الطريقة للمواد ذات الأحجام المختلفة .

• قمع الفصل 

يعرف في اللغة الإنجليزية باسم `Separating Funnel`، ويستخدم لفصل السوائل غير الممتزجة، مثل فصل الزيت عن الماء، وتعتمد هذه الطريقة على اختلاف الكثافة بين السائلين، حيث ينفصل الماء أولا 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

تعني التذرية بالرياح إزالة الشوائب من الحبوب قبل تحويلها إلى دقيق، وعادة ما يتم فصل الخليط بمساعدة الرياح أو تدفق الهواء .

طرق فصل المخاليط المتجانسة

يمكن تفريق المكونات في المخاليط المتجانسة بسهولة من خلال ملاحظة الاختلافات في الخصائص الفيزيائية للمكونات، ويمكن تحديد المكون الذي يغلي عند درجة حرارة أقل بسهولة عند تسخين الخليط، وذلك بتقطيره. توجد طرق عديدة لفصل هذا النوع من المخاليط المتجانسة، وتعتمد على الخصائص الفيزيائية لمكوناتها، مثل درجة الحرارة الغليان والانصهار وغيرها

• التبخير  

الغربلة هي عملية تحويل المادة من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية عن طريق التسخين. يمكن الحصول على المذاب من المحلول من خلال هذه العملية. يتم استخدام هذه الطريقة لاستخلاص الأملاح من مياه البحر. يتم تسخين المحلول حتى يتبخر المذيب العضوي، مما يترك البقايا الصلبة في الغالب.

• التقطير البسيط 

تستخدم هذه العملية، تقطير بسيط، لفصل مكونات المخلوط عن طريق عملية التكثيف والتبخير، استنادا إلى الفروق الكبيرة في درجات الغليان. يستخدم في تحلية المياه وتقطير مياه البحر للحصول على مياه صالحة للشرب بتنقية المياه من العوالق مثل الأعشاب والطحالب والرمال، ثم يتم ضخ المياه إلى وحدات التحلية وإجراء تقطير بسيط لتخليص المياه من الأملاح والمواد الكيميائية غير المرغوب فيها، ثم يتم إضافة أملاح معدنية بنسب دقيقة، وأخيرا يتم ضخ المياه المعالجة إلى الخزانات .

• التقطير الجزئي 

يتم استخدام التقطير الجزئي لفصل سائلين أو أكثر التي تكون درجات غليانها متقاربة، مثل فصل الكحول الأثيليني عن الماء. الفرق بين التقطير البسيط والتقطير الجزئي هو وجود ع colonعود التجزئة في عملية التقطير الجزئي. ومن أهم التطبيقات العملية لهذا النوع من الفصل هو تكرير النفط باستخدام برج التقطير. يتكون النفط الخام من مواد كربوهيدرانية مختلفة، وتتم فصلها عن بعضها البعض بتبخير مكونات النفط الخام عند درجة الغليان. ثم يتم تجميع هذه المكونات المختلفة عند درجات حرارة مختلفة أثناء التكاثف. يتم الحصول على المكونات ذات درجات غليان منخفضة في المناطق القريبة من قمة البرج، بينما يتم الحصول على المكونات ذات درجات غليان أعلى بالقرب من قاع البرج. ومن التطبيقات الهامة للتقطير الجزئي أيضا تنقية الغاز الطبيعي .

• الفصل اللوني 

الكروماتوغرافيا هي طريقة لفصل مكونات المخلوط إلى ألوانه المكونة وفقا لاختلاف سرعتها في الحركة، وتعتمد ذلك على قدرتها على التصاق الجزء الثابت (الورقة) واختلاف قدرتها على الذوبان في الجزء المتحرك (السائل) .

• التبلور 

تستخدم طريقة التبلور لفصل المواد الصلبة الذائبة في المحاليل الشبه مشبعة على شكل بلورات صلبة نقية بشكل تدريجي، حيث يمكن الحصول على بلورات صغيرة في الحجم عند تبريد المحلول بسرعة، وبلورات كبيرة الحجم عند تبريده ببطء، ويعد التبلور من أشكال الفصل الكيميائي .