كيفية الفصل بين مخلوط الرمل والماء والملح
كيفية الفصل بين مخلوط الرمل والماء والملح، سؤال هام يطرح في علم الكيمياء بشكل مستمر من قبل الطلاب، فالكيمياء واحدة من أهم العلوم التي تتحدث عن المادة ومكوناتها وما يطرأ عليها من تغييرات، وسوف نتناول الحديث عن إجابة هذا السؤال بشيء من التفصيل خلال المقال التالي.
نبذة عن المخاليط
من الممكن التعرف على المخاليط عن قرب من خلال عرض النقاط التالية:
تعريف المخاليط
- هو عبارة عن الخلط بين 2 مادة أو ما يزيد عنهما معًا، وتكون كل مادة لها صفاتها الأصلية.
أساس فصل المخاليط
- في حالة الرغبة لفصل المخاليط بشكل عام يجب أن نبحث عن ما يسمى بالصفة المميزة لأي من مواد المخلوط.
- قد تكون تلك الصفة المميزة الذوبان، الطفو فوق سطح الماء، المغناطيسية، أو كبر الحبيبة.
أنواع المخاليط
هناك 2 نوع رئيسي من المخاليط وهما يكونا:
- متجانسة: من الصعب فصلها بسبب أن مكونات واحدة تمتلك نفس الخصائص، ومن السهل معرفة المادة المذابة والمذيبة به، حيث يكون حجم جزيئات المادة المذابة صغير للغاية، تتكون المخاليط المتجانسة من أكثر من مكون.
- من أمثلة المخاليط المتجانسة ما يلي: الخل، السكر والماء، الهواء، ماء الأمطار، الفولاذ، ومساحيق الغسيل.
- غير متجانسة: هي مخاليط ذات مكونات مختلفة، بحيث تكون المواد المكونة لها غير موزعة بشكل متساوي، ومن الممكن استعمال طرق فصل المخاليط المختلفة لفصلها، وهناك 2 نوع رئيسين منها وهي:
- مخاليط معلقة: عبارة عن خليط من مواد صلبة ومادة سائلة.
- مخاليط غرورية: عبارة عن خليط من مادتين سائلين ولكن من الصعب خلطهما معًا.
- الرمل مع الماء، الدم، نشا الذرة والسكر، الزيت مع الخل، اللوحة الزيتية، والدخان كلها تكون أمثلة مشهورة من المخلوط الغير متجانس.
أمثلة على المخاليط
- مخلوط برادة الحديد، الماء، وكلوريد الصوديوم (ملح الطعام)، يذوب الملح داخل الماء ويبقى مالح، بينما تترسب برادة الحديد في الماء وتنجذب بسهولة للمغناطيس.
- مخلط الرمل، الملح، والماء لا يذوب الرمل بالماء لأنه محتفظ بصفاته وكذلك الملح بالرغم من ذوبانه إلا أنه يستمر مالحًا.
كما أدعوك للتعرف على: تتكون المخاليط من عناصر ولكن بنسب محددة مختلفة متساوية
كيفية الفصل بين مخلوط الرمل والماء والملح
- عن طريق القيام بعملية الترشيح ويطلق عليها كذلك عملية التصفية، وتُعرف في علم الكيمياء بأنها عملية ميكانيكية تتمكن من الفصل بين المواد الصلبة التي لا تذوب والمحاليل المذيبة، عن طريق استعمال المرشح وهو غشاء مسامي يسمح لتدفق الماء وخروجه عن طريق مسامه.
- بعد نفاد الماء تتبقى المواد الصلبة في ورق الترشيح بحيث تكون عالقة بها، وبذلك من السهل تعلم كيفية الفصل بين مخلوط الرمل والماء والملح، فنحصل على الأول بمفرده ثم يتبقى الملح والماء فنستعمل عملية التبخير للفصل بينهما ويتبخر الماء ثم يتبقى الملح.
طرق أخرى للفصل بين مخلوط الرمل والماء والملح
بالإضافة إلى الطريقة التي سبق وتم ذكرها في كيفية الفصل بين مخلوط الرمل والماء والملح يمكن أيضًا الاستعانة بإحدى الطرق التالية:
الفصل المادي
- يكون كل من الرمل والملح مواد صلبة ومن السهل مشاهدة أجزائهما وهي منفصلة، وتعتمد عملية الفصل المادي على اختلاف كثافة مواد المخلوط، حيث تصل كثافة الرمل إلى 2.16 جم/سم3، بينما تكون كثافة الملح 2.65 جم/سم3.
- عند غربلة المخلط سوف يطغو الرمل على سطح المخلوط بسبب كبر كثافته عن الملح، بينما يتم الاستعانة بعملية التبخير لفصل الماء عنهما.
الفصل بالتذويب
يمكن كذلك الاعتماد على عملية التذويب للفصل بين مخلوط الملح، الرمل، والماء، فمن المعروف أن الاسم العلمي للملح هو كلوريد الصوديوم وبذلك هو يكون مركب أيوني أي قابل للذوبان داخل الماء، مقارنة بالرمل الذي يكون ثنائي أكسيد السيليكون وليس قابل للذوبان، تكون عملية الفصل كما يلي:
- في وعاء على النار يتم صنع مخلوط الماء، الملح، والرمل ومن المهم أن تكون درجة حرارة المياه مرتفعة حتى يذوب الملح بأكمله.
- يتم ترك الوعاء جانبًا حتى يبرد، في ذلك الوقت سوف يطفو الرمل على السطح وبذلك يسهل فصله عنهما.
- يتم تسخين الوعاء مجددًا حتى يصل إلى درجة الغليان وبالتالي سوف يتبخر الماء وبذلك سوف يتبقى بالوعاء الملح فقط.
بدرجة الذوبان
- تكون تلك الطريقة معتمدة تمامًا على درجة كل من الانصهار والذوبان للرمل وكذلك الملح، حيث تكون درجة إذابة الملح 801 درجة° بينما درجة الرمل تكون 1710 درجة°.
- عند الذوبان يصبح الملح عند درجة حرارة أقل، وبالتالي من السهل فصل المخلوط من خلال تسخينه، فسوف يصبح الملح منفصل عن المخلوط في شكل سائل ويتبقى الرمل والماء ويتم اللجوء إلى عملية التبخير وفي النهاية يتبقى الرمل فقط.
الفصل الميكانيكي
- يمكن فصل مكونات المخاليط من خلال تحديد اختلافها، وبالرغم من كون الرمل، الماء، والملح مواد صلبة وسائلة بجزيئات لها نفس الحجم، إلا أن الجسيمات تظهر بشكل مختلف عند التكبير، ويمكن فصلهما عن طريق استعمال الملقط الذي يفصل الحبيبات بشكل ميكانيكيًّا.
- بالرغم من كون تلك الطريقة معقدة وغير فعالة إلا أنه من الممكن الاعتماد عليها.
اقرأ أيضًا من هنا: هل السلطة مخلوط غير متجانس؟
طرق فصل المخاليط بشكل عام
كما ذكرنا سابقًا أن المخاليط سواء المتجانسة أو غير متجانسة تحتاج إلى الاعتماد على طرق متنوعة للفصل بين مكوناتها، وتكون تلك الطرق عبارة عن:
أسلوب التقطير
- هي واحدة من أهم عمليات فصل المخاليط المتكونة من 2 مادة سائلة أو ما يزيد عنها، ويستعمل أسلوب التقطير أيضًا في تنقية الماء، ولاعتماد ذلك الأسلوب يتم عمل ما يلي:
- وضع المخلوط على النار حتى تصل إلى درجة الغليان وحينها يبدأ المكون السائل في التبخر، ثم يُمرر في أنبوب مبرد.
- يتكثف البخار ويعود مجددًا للحالة السائلة، ويطلق على ناتج التكثيف المجمع ناتج التقطير.
طريقة كروماتوغرافيا
- تعتمد تلك الطريقة على فصل الخليط بواسطة إمراره إما في محلول، بخار، أو معلق، وتعتبر كافة تلك الخيارات وسط تتحرك المكونات به بمعدلات متنوعة، وهناك نوع معين من تلك الطريقة تُستعمل لفصل المخاليط الملونة لاسيما الأصباغ.
أسلوب الترشيح
- يعتمد أسلوب الترشيح على إزالة الجزيئات الموجودة في المعلق بواسطة استعمال الماء، وذلك يعود إلى خصائص وتركيب الماء، بحيث تتم الإزالة بواسطة إجراء بعض الآليات، فتتم المرشحات بالأسلوب الرئيسي للالتقاط بمعنى الضغط في الوسائط أو الترسيب.
- بشكل عام تتكون المصفاة من طبقة رقيقة تُصنع من البلاستيك أو المعدن (حاجز مادي بسيط)، بحيث تُستعمل في استبعاد الجزيئات الكبيرة في المخاليط، مثل: الرمل.
طريقة التبخر
- طريقة التبخر واحدة من أهم التقنيات المستعملة في فصل المخاليط المتجانسة، وتساعد بشكل كبير على فصل المكونات في الحالة السائلة من تلك في الحالة الصلبة، بحيث يتم وضع الخليط على درجة حرارة مرتفعة إلى أن يتبخر السائل الموجود به.
- قبل اختيار تلك الطريقة لفصل المخلوط من المهم أن يكون مشتمل على مكون 1 سائل، وذلك لأن كافة المكونات السائلة بمرور الوقت سوف تتبخر، حيث تكون ملائمة للغاية لفصل المكون الصلب الذائب في المكون السائل.
- من أبرز استعمالات طريقة التبخر تتمثل في إمكانية الحصول على كلوريد الصوديوم من ماء البحر، بحيث يتم الاعتماد على أشعة الشمس لتكون مصدر الحرارة في تلك العملية.
ولا تتردد في قراءة المزيد عبر: ما هي المادة التي تتكون من نوع واحد من الذرات لا يمكن تجزئتها إلى مواد أبسط منها
بذلك نكون قد انتهينا من توضيح كيفية الفصل بين مخلوط الرمل والماء والملح بالتفصيل، فهو سؤال يطرح بشكل مستمر من قبل طلاب الصف الـ4 الابتدائي في مادة العلوم فرع الكيمياء، ويمكن طرح السؤال إما بالأسلوب النظري أو بالأسلوب العملي خلال فترة الامتحانات النهائية.