ما هو الفصل؟
تشير عبارة “مثل الزيت والماء” إلى الأشياء التي لا تختلط، تمامًا مثل البئر – الزيت والماء، حيث تمنع خواصهما الكيميائية اختلاطهما. لكن في كثير من الحالات، ما نحتاجه حقًا هو طرق لتحقيق العكس – مواد مختلطة منفصلة. النفط الخام مثال جيد: إنّه خليط من العديد من الكربوهيدرات (مركبات تتكون من الهيدروجينوالكربون)، بعضها يستخدم لتشغيل المحركات كوقود، والبعض الآخر في تصنيع البلاستيك أو المركبات الأخرى.
تفصل بينهما عملية التقطير. إلى جانب التقطير، هناك مجموعة من تقنيات الفصل – بعضها فيزيائي والبعض الآخر كيميائي. تعتمد الأولى على الخصائص الفيزيائية للمواد، أي الخصائص التي يمكن ملاحظتها أو قياسها دون تغيير هوية المادة (على سبيل المثال: حالة المادة)، بينما تعتمد الطرق الكيميائية على الخصائص الكيميائية – التي تحدد هوية المادة.
ما هي طرق الفصل الكيميائية؟
التقطير، التبلور، الامتزاز، إجراءات الغشاء، الامتصاص والتعرية والأكسدة هي طرق الهندسة الكيميائية النموذجية للعزل والتنقية. يتم الفصل بين الملح والرمل بطريقتين، إمّا أن يبقى في الحمام، حيث يتم وضع الرمل على الحمام أو يشكل فيلمًا على قاع الزجاجة. وبالتالي، فإنّ الرمل لا يذوب في الماء وغير قابل للذوبان. من خلال فصل الخليط، من السهل فصل الرمل عن الماء. يمكن عزل الملح عن طريق التبخر من المحلول.
يوجد نوعان من المخاليط: غير متجانسة ومتجانسة. يتداخل مكونان أو أكثر (أو مراحل، مناطق ذات بنية وخصائص قياسية) في مخاليط غير متجانسة ولكنّها تظل متميزة ماديًا. على الرغم من خلط السكر والماء بالتساوي في المحلول، إلا أنّ الكوكا كولا خليط متجانس. يمكنك أيضًا رؤية المكونات الأساسية في خليط متجانس مثل كوكاكولا، ولكن غير المتجانس يعني أنّه يمكنك رؤية المكونات الأساسية مثل السلطة.
هل يمكن فصل المخاليط المتجانسة؟ المكونات في المخاليط المتجانسة “يمكن تمييزها عادة من خلال مراعاة الخصائص المتغيرة للمكونات المختلفة.” يمكن تسخين الخليط “حتى يتحول المكون الذي يغلي عند أدنى درجة حرارة إلى بخار ويمكن تمييزه” أثناء عملية التقطير.
باستخدام قمع فصل: يتم استخدام قمع الفصل لفصل مكونات الخليط بين مرحلتين من السوائل غير القابلة للامتزاج. المرحلة الأولى هي المرحلة المائية والمرحلة الأخرى عبارة عن مذيب عضوي. يعتمد هذا الفصل على الاختلافات في كثافة السوائل. السائل ذو الكثافة الأكبر يشكل الطبقة السفلية والسائل ذو الكثافة الأقل يشكل الطبقة العليا. يعتمد اختيار تقنيات الفصل على نوع الخليط والاختلاف في الخصائص الكيميائية لمكونات الخليط.
