طرق الفصل الكيميائي

بواسطة: - آخر تحديث: ٠٦:٤٩ ، ٢٢ يونيو ٢٠٢٠
طرق الفصل الكيميائي

الفصل الكيميائي

يعد الفصل الكيميائي من أهم الأنشطة في علم الكيمياء والتي تستغرق وقتًا طويلًا لتنفيذها، والفصل الكيميائي هو فصل وعزل وتنقية المركبات الكيميائية وإزالة الشوائب منها؛ إذ يختص بفصل أصغر التقسيمات الفرعية للمادة مثل الذرات والجزيئات والجسيمات الدقيقة مثل الرمل والمعادن والبكتيريا وغيرها، وتحول هذه العملية خليطًا مكونًا من أكثر من مادة إلى مواد جديدة تكون كل واحدة منها منفصلة عن الأخرى، ويستخدم الفصل الكيميائي لسببين رئيسيين: أولًا أنه قد يحتوي الخليط على بعض المواد التي يجب عزلها عن باقي الخليط وتسمى إزالة المواد التي تعد ملوثة للخليط بالتنقية، ثانيًا لتغيير وتحليل تكوين الخليط، واستخدم الإنسان منذ العصور القديمة طرق فصل المواد الكيميائية وتنقيتها لتحسين جودة الحياة؛ إذ استخرج المعادن من الخامات والأدوية من النباتات كما اكتسب أهمية كبيرة في الثورات الصناعية والتكنولوجية؛ إذ أصبح لا غنى عنه في العديد من المجالات مثل صناعة البترول والأدوية والتعدين وغيرها الكثير.[١]


طرق الفصل الكيميائي

توجد العديد من الطرق التي استخدمها الإنسان وما يزال يستخدمها في حياته لفصل المخاليط عن بعضها ومن طرق الفصل هذه طرق فصل كيميائية وهي:[٢]

  • الكروماتوجرافيا (Chromatography) : وهو فصل خليط كيميائي من خلال تمريره في محلول أو معلق كيميائي أو بخار (كما في كروماتوجرافيا الغاز) من خلال وسط تتحرك فيه مكونات الخليط بمعدلات مختلفة، وهنالك نوع خاص من الكروماتوجرافيا وهي الكروماتوجرافيا ذات الطبقة الرقيقة وتستخدم في فصل وتحديد أنواع الخليط التي تكون ملونة أو التي يمكن تلوينها وبشكل خاص الصبغات.
  • التقطير : التقطير هو طريقة فصل فعالة في حال كان المخلوط مكونًا من اثنين أو أكثر من السوائل النقية؛ فهو عملية تنقية؛ إذ تبخر مكونات الخليط السائل ثم تكثف وتعزل، وفي عملية التقطير البسيطة يسخن الخليط فيتبخر المكون الأكثر تقلبًا عند أقل درجة حرارة فيمر البخار في أنبوب بارد يسمى مكثف؛ إذ يتكثف البخار مرة أخرى ويعود إلى حالته السائلة.
  • التبخر : وهي تنقية تستخدم لفصل المخاليط المتجانسة؛ إذ توجد مادة صلبة أو أكثر ذائبة في الخليط، تخرج هذه الطريقة المكونات السائلة في الخليط من المكونات الصلبة، وتتضمن العملية عادةً تسخين الخليط حتى لا يبقى أي سائل في الخليط ويجب أن يحتوي الخليط على مادة سائلة واحدة فقط قبل استخدام هذه الطريقة ما لم يكن عزل المكونات السائلة مهمًا، وذلك بسبب أن جميع المكونات السائلة في الخليط تتبخر بمرور الوقت، وهذه الطريقة تعد مناسبة لفصل مادة صلبة قابلة للذوبان من سائل، في أجزاء كثيرة من العالم يحصل على ملح الطعام من تبخر ماء البحر بسبب حرارة الشمس.
  • الترشيح : هو طريقة فصل تستخدم لفصل المواد النقية في الخليط التي تتكون من جزيئات يكون بعضها كبيرًا بقدر كافٍ ليلتقط من قبل مادة مسامية، ويمكن أن يختلف حجم الجزيئات بشكل كبير نظرًا إلى نوع الخليط المراد فصله؛ فعلى سبيل المثال الماء المتدفق هو عبارة عن خليط يحتوي على كائنات حية طبيعية مثل البكتيريا والفيروسات والحيوانات الأولية، ويمكن لبعض فلاتر المياه تصفية البكتيريا التي يبلغ طولها 1 ميكرون، كما تحتوي مخاليط أخرى مثل التربة على أحجام جسيمات كبيرة نسبيًا والتي يمكن تصفيتها عن طريق أداة مثل مرشح القهوة.


طرق مختلفة لفصل المواد

توجد العديد من طرق فصل المواد من المخاليط وقد ذكرنا منها الطرق الكيميائية، ومن طرق الفصل الأخرى:[٣]

  • القمع : تستخدم هذه الطريقة بشكل أساسي لفصل سائلين غير قابلين للامتزاج، تتصمن هذه الطريقة الاستفادة من الكثافات المختلفة للسوائل في الخليط، ويمكن فصل الماء والزيت بهذه الطريقة بسهولة.
  • الفصل المغناطيسي : تستخدم هذه الطريقة في فصل المادة التي تحتوي على بعض الخصائص المغناطيسية وتكون هذه الطريقة مفيدة جدًا في هذه الحالة، وعادة ما يستخدم مغناطيس قوي لفصل العناصر المغناطيسية.
  • الترسيب : وهي طريقة تستقر بها الشوائب الثقيلة الموجودة في الماء في أسفل الوعاء الذي يحتوي على الخليط وتستغرق هذه الطريقة بعض الوقت.
  • الالتقاط : تتضمن هذه الطريقة انتقاء جميع المواد التي لا ترغب في وجودها في الخليط باستخدام يدك وافصلها عن باقي المواد، قد تكون المواد المنفصلة شوائب يجب التخلص منها وقد تكون كل المواد المنفصلة مفيدة مثل فصل العنب الأسود عن العنب الأخضر فكلاهما مفيدان ولا يراد التخلص من أحدهما.
  • الدرس : عملية الدرس هي طريقة تستخدم في الغالب أثناء حصد المحاصيل؛ إذ تجفف سيقان القمح ثم تفصل الحبوب عن السيقان على الأرض من خلال ضرب ساق القمح الجافة وبذلك تفصل الحبوب عن الساق.
  • التذرية : تستخدم عملية التذرية في فصل الحبوب عن قشرتها وتعد الرياح هي العامل الأساسي في هذه العملية؛ إذ يفصل الخليط بمساعدة الرياح، ويلقي المزارعون الحبوب من ارتفاع معين مع تعريضها للرياح مما يجعل الرياح تفصل القشرة عن الحبة لتسقط جميع الحبوب في مكان واحد وتطير القشرة إلى مكان آخر.
  • الغربلة : تستخدم هذه الطريقة في المخاليط التي تحتوي على مواد متفاوتة الحجم، في هذه العملية يمرر الخليط من خلال مسام الأداة المراد الغربلة بها (المنخل) فتمر جميع المواد الصغيرة بسهولة بينما تبقى المواد ذات الحجم الكبير في المنخل.


مَعْلومَة

يتكون النفط الخام من خليط من الهيدروكربونات السائلة المتطايرة نسبيًا، ويسمى فصل خليط المواد في النفط الخام إلى أجزاء عن طريق التبخر والتكثيف بالتقطير الجزئي، وينتج عن هذه الطريقة نواتج تقطير خفيفة مثل النفثا ونواتج تقطير متوسطة مثل البنزين والقطران والزيت والكيروسين، وفي النهاية تحصل على بقايا مثل زيت الوقود الثقيل والأسفلت والشحوم والشموع، ويمكنك أن تفصل مكونات النفط عن طريق ضخ النفط الخام في قاع البرج التجزيئي وتعريضه للتسخين حتى تغلي المركبات الكيميائية وتتبخر بناء على نقاط الغليان لكل مركب، وترتفع المواد ذات أدنى نقطة غليان إلى أعلى البرج مثل البخار ثم تتجمع، أما الهيدروكربونات التي لها درجة غليان عالية مثل الأسفلت وبعض أنواع الشموع فتظل سائلة وتصرف من خلال قاع البرج، وبهذا تكون قد فصلت مكونات النفط الخام عن بعضها البعض.[٤]


المراجع

  1. "Separation and purification", britannica, Retrieved 2020-6-14. Edited.
  2. "Methods for Separating Mixtures", courses.lumenlearning, Retrieved 2020-6-14. Edited.
  3. "Methods Of Separation", byjus, Retrieved 2020-6-14. Edited.
  4. "How different chemical compounds are separated from crude oil?", tutorialspoint, Retrieved 2020-6-14. Edited.