كيف يمكن فصل مخلوط الرمل والسكر

• ذات صلة
• الماء والسكر
• طرق توسيع الحذاء الضيق

تعريف المخلوط

المخلوط هو ما تحصل عليه عند الجمع بين مادتين أو أكثر دون أن يحدث تفاعل كيميائي بين المكونات، ويمكنك فصل المواد التي جُمعت معًا في المخلوط مرة أخرى، مع احتفاظ كل مادة بهويتها الكيميائية الخاصة، بمعنى عدم حصول تغيير على الخصائص الكيميائية لمكوّنات المخلوط، ومن ناحية أخرى، يجب التمييز بين المخلوط والمزيج، فعلى سبيل المثال الدقيق والبيض، عند طهي المزيج فإن تفاعلًا كيميائيًا حدث بين تلك المكونات أثناء الطهي، والناتج من هذه العملية يصعُب إرجاعه إلى ما كان عليه، كما أن الخصائص الكيميائية لمكونات المزيج اختلفت في النهاية، ومع ذلك، فإن خلط المكونات الجافة معًا، مثل الدقيق والملح والسكر، ينتج خليطًا فعليًا، وفي بعض أنواع المخاليط، بالرغم من أن مكونات الخليط لم تتغير، فقد يكون للخليط خواص فيزيائية مختلفة عن خواص أي من مكوناته، فمثلًا، إذا خلطت الكحول والماء، فإن درجة الانصهار ودرجة الغليان للمخلوط مختلفة عنها لأي من المكونات، ومن الأمثلة على المخاليط: الرمل والماء، والملح والماء، والسكر والملح، والملح والفلفل وغيرها^[١].

كيفية فصل مخلوط الرمل والسكر

يمكن فصل مخلوط الرمل والسكر من خلال إضافة كميات كبيرة من الماء إلى المزيج، مع التحريك المستمر بقوة للسماح للسكر بالذوبان بالماء، بعد ذلك يُرشّح المخلوط لفصل الرمل عن السائل باستخدام مادة مسامية تسمى المُرشّح تحتفظ بالرمل الموجود في السائل وتسمح للجزء السائل بالمرور من خلالها.

يجب الانتباه إلى أن هذا السائل يحتوي على السكر الذي كان موجودًا أصلًا في المخلوط الصلب، بعد ذلك يُجفّف الرمل باستخدام أي مصدر حراري أو من خلال تعريضه لأشعة الشمس، أما محلول السكر فإن مسألة فصله عن الماء تكون عن طريق تبخير الماء، ليظل السكر بالنهاية في الوعاء وحده دون الماء، كما أن إمكانية فصل مخلوط الرمل والسكر كانت ممكنة بسبب اختلافهما في الذوبان، إذ إن الرمل غير قابل للذوبان في الماء، في حين يذوب السكر بسهولة بمجرد ملامسته للماء^[٢].

أنواع المخاليط وخصائصها

بناءً على مكونات المخاليط، يمكن تقسيمها إلى نوعين^[٣]:

• مخلوط متجانس: وهي المخاليط ذات التركيبة الموحدة في جميع أنحائه ولا توجد حدود واضحة للفصل بين المونات، إذ يصعب فصله بسهولة، ومن الأمثلة على هذا النوع؛ خليط من الملح والماء، وخليط من السكر والماء، وعصير الليمون، وفي مثال مخلوط الملح في الماء لا يمكن التمييز في الحدود بين الملح والماء، وفي الغالب تكون المكونات في هذا النوع عبارة عن مُذيب (الماء) ومُذاب (الملح)، ويتميز هذا النوع بالخصائص الآتية:
  • تُعد جميع المحاليل أمثلة على المخلوط المتجانس.
  • حجم الجسيمات في هذا النوع من المخاليط أقل من واحد نانومتر.
  • لا يمكنك التمييز بين حدود الجزيئات.
  • لا يمكنك فصل الجزيئات المكونة هنا باستخدام الطرد المركزي أو الصب.
• مخلوط غير متجانس: وهي المخاليط التي لا تمتلك تكوينًا موحدًا في جميع أنحاء المخلوط، إذ تكون مكونات المخلوط ذات نسب متفاوتة، فمثلًا في مخلوط يتكون من التربة والرمل والكبريت والملفات الحديدية والزيت والماء، لا تكون المكونات متجانسة نظرًا لعدم وجود تركيبة موحدة، كما يمكنك تحديد الحدود المختلفة للجزيئات المكونة للمخلوط، ومن أهم خصائص هذا النوع من المخاليط:
  • معظم المخاليط غير متجانسة باستثناء المحاليل والسبائك.
  • الجزيئات المكونة موجودة هنا بشكل منفصل.
  • تستطيع تحديد مكونات المخلوط بسهولة.
  • توجد مرحلتان أو أكثر في المخلوط غير متجانس.
  • يتراوح حجم الجزيئات هنا بين نانومتر واحد وميكرومتر واحد.

طرق فصل المخاليط

تأتي المخاليط في أشكال عديدة، معظمها قابل للفصل بسهولة، وتعتمد طريقة الفصل على نوع الخليط الموجود ومكوناته، وفيما يأتي بعض طرق الفصل الشائعة:^[٤].

• الفصل اللوني: ويكون الفصل اللوني من خلال فصل المخلوط عن طريق تمريره في محلول أو معلق أو بخار، وذلك باستخدام وسيط تتحرك فيه المكونات بمعدلات مختلفة، والفصل اللوني للطبقة الرقيقة هو أحد أنواع الفصل اللوني الذي يستخدم لفصل المخاليط القابلة للتلوين، وخاصة الأصباغ.
• التقطير: وهو وسيلة تعطي نتائج ممتازة في فصل المخاليط التي تتكون من نوعين أو أكثر من السوائل النقية، والتقطير عبارة عن عملية تنقية تعتمد على تبخير مكونات الخليط السائل ومن ثم تكثيفها ثم فصلها، إذ يستفيد التقطير من الاختلافات في درجات الغليان للسوائل المكونة للمخلوط، ففي التقطير البسيط، يُسخّن المخلوط فيتبخّر المكون الأكثر تقلبًا عند درجة حرارة أدنى، إذ يمر البخار من خلال أنبوب مبرد ليحصل التكاثف، فيعود السائل ثانيةً إلى حالته السائلة التي كان عليها قبل دخوله المخلوط، تسمى السوائل المُكثّفة والتي تُجمع فيما بعد "نواتج التقطير".
• التبخير: تستخدم هذه الطريقة لفصل المخاليط المتجانسة عندما توجد مادة أو أكثر من المواد الصلبة الذائبة في المخلوط، إذ إن هذه الطريقة تعزل المكونات السائلة عن المكونات الصلبة، وتبدأ هذه العملية بتسخين المخلوط عن طريق استخدام مصدر للحرارة باستمرار إلى ألا يبقى سائل في المخلوط، مع مراعاة الانتباه قبل استخدام هذه الطريقة ألا يحتوي المخلوط على أكثر من مكوّن سائل واحد فقط؛ وذلك لأن جميع المكونات السائلة سوف تتبخر باستمرار خلال عملية التسخين، بمعنى أن هذه الطريقة مناسبة لفصل مادة صلبة قابلة للذوبان من سائل، ومن التطبيقات المشهورة على استخدام هذه الطريقة هو الحصول على ملح الطعام من تبخر مياه البحر، ومصدر الحرارة في هذه العملية هو من الشمس.
• التصفية أو الترشيح: وهي طريقة تستخدم لفصل المخاليط التي تتكون من مواد نقية وجزيئات بعضها كبير بما يكفي لالتقاطه باستخدام مادة مسامية، ويمكن أن يختلف حجم الجسيمات إلى حد كبير حسب مُكونات المخلوط ونوعه، فعلى سبيل المثال، يمكن اعتبار تيار الماء خليطًا يحتوي على كائنات حيوية موجودة فيه طبيعيًا مثل: البكتيريا والفيروسات وغيرها، ويمكن استخدام بعض مرشحات المياه لتصفية البكتيريا التي يبلغ طولها حوالي واحد ميكرون، وتضم المخاليط الأخرى في الطبيعة، مثل التربة، وأحجام جسيمات كبيرة نسبيًا، والتي يمكن ترشيحها من خلال مرشحات خاصة.
• الفصل باستخدام المغناطيس: إن المغناطيسي طريقة لفصل مخاليط تتكون من اثنين من المواد الصلبة أحدهما له خصائص مغناطيسية، مثل بعض المعادن كالحديد والنيكل والكوبالت التي تتمتع بخصائص مغناطيسية، بينما معادن أخرى كالذهب والفضة والألمنيوم لا تمتلك هذه الخصائص، إذ تنجذب العناصر المغناطيسية إلى المغناطيس ويبقى المُكوّن الآخر للمخلوط وحده^[٥].
• فصل الخليط باستخدام قمع الفصل وتستخدم هذه التقنية عندما يتكون المخلوط من سائلين لا يذوبان جيدًا في بعضهما البعض بمعنى أن تكون السوائل غير قابلة للامتزاج، وبالاستفادة من اختلاف كثافتهما يمكن فصلهما عن بعضهما، فمثلًا يمكن فصل خليط من الزيت والماء باستخدام هذه التقنية^[٥].

المراجع

1. ↑ Anne Marie Helmenstine (2019-1-4), "What Is a Mixture in Chemistry?"، thoughtco, Retrieved 2019-12-7. Edited.
2. ↑ "How Do You Separate a Mixture of Sand and Sugar?", reference, Retrieved 2019-12-7. Edited.
3. ↑ "Introduction and What is a Mixture?", toppr, Retrieved 2019-12-7. Edited.
4. ↑ "Methods for Separating Mixtures", courses.lumenlearning, Retrieved 2019-12-7. Edited.
5. ^ ^{أ ب} "Separating Mixtures", eschooltoday, Retrieved 2019-12-7. Edited.