طريقة فصل الملح عن الماء

كيف يمكن فصل الملح من محلول ماء وملح 

تعتبر الحصول على ماء نقي للشرب هو السبب الرئيسي الذي يدفع الناس لفصل الملح عن الماء، وعلى الرغم من إمكانية الحصول على الملح إلا أن الأساليب المستخدمة لفصل الملح تشمل التناضحالعكسي، والتجميد المتسلسل، والترشيح البوليمري، والتقطير .

التقطير البسيط

من المعروف كل مادة نقية لها نقطة انصهار ونقطة غليان خاصة بها ، تتمثل إحدى طرق التحقق من نقاء السائل المفصول في قياس درجة غليانه ،  على سبيل المثال ،  تركيب الماء وخصائصه عبارة على ثلاثة ذرات مرتبطة ببعضها  ، ومن خصائصه يغلي الماء النقي عند 100 درجة مئوية ، إذا كانت تحتوي على أي مواد صلبة ذائبة ، فإن درجة غليانها ستكون أعلى من ذلك ، ومن هذه الطرق ، التقطير هو الأقل تعقيدًا .

ويعد التقطير البسيط طريقة لفصل المذيب عن المحلول ، على سبيل المثال ، يمكن فصل الماء عن محلول الملح عن طريق التقطير البسيط ، تعمل هذه الطريقة لأن درجة غليان الماء أقل بكثير من درجة غليان الملح ، عندما يسخن المحلول ، يتبخر الماء ، ثم يتم تبريده وتكثيفه في وعاء منفصل ، الملح لا يتبخر ويبقى في الخلف.

يستخدم تقنية إزالة الملوحة للحصول على مياه نقية من مياه البحر، ويعد هذا الاستخدام من أهم استخدامات هذه التقنية، وخاصة في البلدان الحارة التي تعاني من نقص المياه العذبة المناسبة للشرب.

يتم تسخين مياه البحر حتى تغلي، وعندئذٍ يتحول الماء إلى بخار ولكن الملح يبقى خلفًا، ويتم جمع البخار وتكثيفه مرة أخرى في الماء، ثم يتم توجيه الماء النقي بعيدًا عبر أنابيب إلى حاوية التجميع.

نسمي هذه العملية التقطير ، في هذه العملية  يتم غلي المذيب والتقاطه  وتكثيفه وجمعه ، يسمح لنا بفصل المذيب عن المذاب دون فقدان أي منهما ، بدلاً من إجراء التقطير باستخدام القوارير واللهب المكشوف ، يكون إنشاء جهاز تحلية المياه بالطاقة الشمسية أكثر أمانًا وكفاءة ، بهذه الطريقة ، يمكنك السماح للشمس بتوفير الحرارة التي تحتاجها لتبخر الماء.

التناضح العكسي

طريقة أخرى لتحلية المياه المالحة هي عن طريق التناضح العكسي ، تستخدم أنظمة التناضح العكسي عملية تعكس تدفق المياه في عملية التناضح الطبيعي بحيث يمر الماء من محلول أكثر تركيزًا إلى محلول أكثر تمييعًا من خلال غشاء شبه منفذ ، غالبًا ما يتم دمج المرشحات السابقة واللاحقة مع غشاء التناضح العكسي نفسه.

يتم إدخال الماء، الذي يحتوي على جزيئات ملح مذابة، في مرشح شبه نفاذ (على سبيل المثال)، حيث لا يمكن لجزيئات الملح الكبيرة التخلل من خلال فتحات المرشح، ولكن جزيئات الماء الأصغر يمكنهاالتخلل.

يُعد التناضح العكسي وسيلة فعالة لتحلية المياه المالحة، ولكنه أيضًا أحد أغلى طرق تحلية المياه. ومع ذلك، يتوقع انخفاض الأسعار في المستقبل، ويجب أن يصبح استخدام محطات التناضح العكسي أكثر شيوعًا وانتشارًا لتحلية كميات كبيرة من المياه المالحة.

 التبخر

يعمل التبخر بنفس طريقة التقطير، ولكن بمعدل أبطأ، وخلال عملية التبخر، تتحرك جزيئات الملح حول الماء، حيث يحيط بها جزيئات الماء.

تمنع جزيئات الماء جزيئات الملح من إعادة ترتيب نفسها مرة أخرى في بلورة الملح، حيث تنتشر جزيئات الملح في جميع أنحاء المحلول محاطة بجزيئات الماء، وعندما يتبخر الماء، تصبح الجزيئات المائية أقل في العدد وتحاول الجزيئات الملحية الالتصاق ببعضها لتشكل بلورة الملح، وبالتالي يتم إعادة تشكيل الملح وجمعه.

تتم عملية جمع الملح من مياه البحر عن طريق إحباس مياه البحر والسماح لها بالتبخر، مما يترك الملح الصلب وراءه، ومع تبخر الماء، يظل الملح في الخلف، ويمكن تسريع هذه العملية عن طريق رفع درجة الحرارة أو استخدام الهواء الجاف على سطح السائل.

الدّيلزة

وتعرف بالإنجليزية Electrodialysis تستخدم هذه الطريقة لتنقية المياه يتم وضع أنود سالب الشحنة وكاثود موجب الشحنة في الماء ويفصل بينهما بغشاء يسمى غشاء مسامي ، عند تشغيل التيار الكهربائي ، يقوم الأنود والكاثود بجذب أيونات الصوديوم الموجبة وأيونات الكلور السالبة ، ومن هنا يتم الحصول على الماء النقي ، هذه العملية ليست بالضرورة أن تجعل مياه الشرب آمنة ، لأنه تبقى الملوثات غير المشحونة.  

الطريقة الكميائية

يمكن إضافة حمض الديكانويك إلى الماء المالح، ثم يتم تسخين المحلول، ويترك حتى يتم تبريده، وبعدها يترسب الملح من المحلول ويسقط في القاع، كما يستقر الماء وحمض الديكانويك في طبقات منفصلة، لذا يمكن إزالة الماء والحصول على الملح بنقاوة .

التجميد

يمكن فصل الملح عن الماء المالح عن طريق التجميد، وبذلك يتم الحصول على مياه عذبة نقية، يتجمد الماء المالح عند درجة حرارة أقل من الماء العذب، وهذا يفسر لماذا يمكن أن يذيب الملح الجليدي، فالملح يتماسك بشكل جيد في الماء السائل ولكنه ضعيف جدًا عند تشكيل بلورات الثلج.

نظرا لعدم توافق الملح كيميائيا مع الثلج، فإنه عند تشكل الثلج يترك الملح في السائل، ومع تجمده بشكل بطيء تتشكل بعض بلورات الثلج الصغيرة جدا. تتشكل هذه البلورات الصغيرة الأولى من المياه العذبة النقية تقريبا، حيث يتم لصق الملح بالسائل بشكل أفضل من الجليد، مما يدفع المزيد من الملح إلى الجزء غير المجمد، وبتجمدها أكثر تصبح البلورات أكبر وأكبر .

طريقة فصل الملح عن الرمل

يتم فصل الملح والرمل في الملح الصخري من خلال الخطوات التالية:

• الخطوة 1 : يتم طحن الملح الصخري إلى قطع صغيرة ويضاف إلى الماء، وعلى الرغم من أن الملح يذوب في الماء، إلا أن الشوائب الترابية لا تذوب.
• الخطوة 2 : يتم فصل القطع الرملية الصلبة عن محلول الملح باستخدام الترشيح ، ثم يُمرر الخليط من خلال بعض أوراق الترشيح الموضوعة في قمع ،  يمكن أن يمر محلول الملح من خلال الفتحات الصغيرة في ورق الترشيح لأن كل الجزيئات صغيرة جدًا ، يمكن للشوائب الترابية أن تمر عبر الثقوب ، لأن الجزيئات كبيرة جدًا.
• الخطوة 3 : يتم تحويل محلول الملح إلى ملح عن طريق تبخير الماء، ثم يتم تسخين المحلول بحيث يتبخر الماء ويترك الملح وراءه.

يستخدم الترشيح غالبا لفصل الجزء الصلب والجزء السائل من الخليط، ويشار إلى الجزء السائل بالمرشح، ويطلق على المواد الصلبة المتبقية على ورقة الترشيح اسم البقايا.  

طريقة فصل الخل عن الماء

هذا النوع من الخليط بين الخل والماء هو محلول، والمحاليل هي أنواع خاصة من المخاليط التي يتم فيها خلط الجزيئات جيدا بحيث لا يتم فصلها عن بعضها البعض. لم يعد بإمكاننا فصل المواد المكونة بشكل منفصل، فكل شيء يظهر كما هو عندما ننظر إليه بالعين المجردة. يمكن فصل الخل والماء في هذا الخليط عن طريق التقطير، حيث يتبخر الماء ويترك السائل الحمضي .

سحب الملح من ماء البحر يسمى تروية

تعد تحلية المياه المقطرة واحدة من أقدم أشكال معالجة المياه للبشرية ، يعد التقطير هو تقنية معالجة المياه الوحيدة التي تقلل تمامًا أكبر مجموعة من ملوثات مياه الشرب ،  في الطبيعة ، هذه العملية الأساسية هي المسؤولة عن دورة المياه (الهيدرولوجية) ، كما تستخدم محطات التحلية لتحويل مياه البحر إلى مياه شرب على السفن وفي العديد من المناطق القاحلة في العالم ، ومعالجة المياه في مناطق أخرى ملوثة طبيعية وغير طبيعية .