فصل المخاليط

 

طرائق فصل المخاليط إلى مكوناتها 

تختلف المخاليط وتتنوع في ما بينها من حيث مكوناتها، وامْتزاج هذه المكونات معا، فمنها ما يكون:

- غير متجانس يمكن فصل مكوناته بعضا عن بعض بسهولة.

- متجانس لا يمكن فصل مكوناته بسهولة.

على ماذا تعتمد طرائق فصل مكونات المخلوط بعضها عن بعض؟

- تبعا لنوع المخلوط. 

- الخصائص الفيزيائية لمكونات المخلوط، مثل المغناطيسية، ودرجات غليانها، و أشكالها وحجومها وأَلْوانها.

فصل المخاليط Separating Mixtures : هي العملية التي يفصل فيهَا الْمَخْلوط إلى مكوناته، ويمكن فصل المخاليط بطرائق مختلفة. 

 

أتأمل الصورتين أتوقع: أي المخلوطين يسهل فصل مكوناته عن بعضها بعضا، ولماذا؟ يسهل فصل مخلوط الخضراروات المتنوعة؛ لأن مكوناته لم تختلط ولم تمتزج معًا، ويمكن تمييز مكوناته وفصل بعضها من بعض بكل بساطة.

طرائق فصل المخاليط غير المتجانسة

تستخدم هذه الطرائق لفصل مكونات المخاليط الصلبة، مثل المكسرات، والمكونات غير الذائبة في المادة السائلة، مثل الرمل والماء، 

الفصل بالمغناطيس

يمكن استخدام طريقة الفصل بالمغناطيس لفصل مكونات المخلوط التي يجذبها، مثل الحديد والفولاذ والكروم، عن المواد الأخرى.

من استخدامات الفصل بالمغناطيس:

- فصل برادة الحديد عن دقيق القمح.

- يستخدم المغناطيس العملاق لفصل الحديد والفولاذ عن المواد الأخرى لإعادة تدويرها.

 

 

الفصل باليد

تستخدم طريقة الالتقاط باليد لفصل مكونات مخاليط تتكون من مواد صلبة، بحيث تستخدم فيها اليد، وذلك لإمكانية رؤية مكونات المخلوط بالعين المجردة بسبب كبر حجمها، أو اختلافها من حيث شكلها ولونها.

أمثلة:

- فصل مكونات مخلوط المكسرات.

 

 

- فصل الفواكه المجففة.

 

الفصل بالغربلة

يمكن استخدام طريقة الغربلة لفصل مكونات مخاليط تتكون من مواد صلبة مختلفة في حجومها، بحيث يستخدم فيها الغربال.

الغربال: هو أداة مكونة من شبكة ذات ثقوب مختلفة في حجومها، بحيث تختلف حجوم ثقوب شبكة الغربال اعتمادا على الاختلاف في حجوم مكونات المخلوط.

أمثلة:

- فصل دقيق القمح عن قشور القمح.

- فصل الرمل الناعم عن الحصى الصغيرة لاستخدامه في أعمال البناء.

الفصل بالترشيح

تستخدم طريقة الترشيح لفصل مكونات مخاليط تتكون من مادة صلبة غير ذائبة في مادة سائلة، بحيث تستخدم فيها مصفاة إذا كان حجم المادة غير الذائبة كبيرا، مثل فصل الأرز عن الماء الذي غسل به أو نقع فيه.

 تستخدم ورقة الترشيح في عملية الفصل لأن ثقوبها صغيرة جدا، إذا كان حجم المادة غير الذائبة صغيرا، وينتج (الراشح) و (ناتج الترشيح).

الراشح: هو المحلول الذي ينفذ عبر ورقة الترشيح.

ناتج الترشيح: هو المادة الصلبة التي تبقى على ورقة الترشيح.

مثل: فصل مخلوط مشروب القهوة عن رواسب القهوة.

 

طرائق فصل المخاليط المتجانسة

تستخدم هذه الطرائق لفصل مكونات المخلوط الممتزجة معا، مثل المحاليل المكونة من مادة صلبة ذائبة في مادة سائلة، مثل الملح والماء، أو مادة سائلة ذائبة في مادة سائلة، مثل الكحول والماء.

الفصل بالتبخير

تستخدم طريقة التبخير Evaporation لفصل مكونات مخاليط تتكون من مادة صلبة ذائبة في مادة سائلة، إذ يجري فيها تبخير المادة السائلة وتحويلها إلى بخار، للحصول على المادة المذابة الصلبة من المحلول، وتستخدم الكثير من الدول المطلة على البحر طريقة التبخير هذه للحصول على الملح، الذي يجمع وينقى ليصبح جاهزا للاستخدام.

مثال: فصل أملاح البحر الميت في الأردن.

 

الفصل بالتبلور

تستخدم طريقة التبلور Crystallization لفصل مكونات مخاليط تتكون من مادة صلبة ذائبة في مادة سائلة، مثل السكر والماء، فعند تبخير جزء من المذيب من المحلول المشبع ثم تبريده يمكن أن تترسب بلورات المادة الصلبة نتيجة لذلك.

ويعتمد حجم البلورات المتكونة على ما يلي:

- درجة حرارة المحلول.

- سرعة تبريده، فعند تبريد المحلول بشكل سريع سنحصل على بلورات حجمها صغير نسبيا، وعند تبريده بشكل بطيء سنحصل على بلورات حجمها كبير.

ويمثل الجدول الآتي طريقة فصل مادة صلبة بالتبلور:

رقم الخطوة	الخطوة	الشكل
1	تذاب المادة الصلبة غير النقية في مذيب.
2	يسخن المحلول لتبخير جزء كبير من المذيب.
3	يترك المحلول الساخن لكي يبرد، فتظهر المادة الصلبة على هيئة بلورات نقية.
4	يرشح المحلول البارد للحصول على البلورات، ويمكن تجفيف البورات بوضعها بين ورقتي ترشيح.

 

الفصل بالتقطير

تستخدم طريقة التقطير Distillation لفصل مكونات مخاليط تتكون من:

- مادة صلبة ذائبة في مادة سائلة، مثل الملح والماء.

- مادة سائلة ممتزجة مع مادة سائلة أخرى، مثل الكحول والماء.

يجري في هذه الطريقة ما يلي:

1- تسخين المحلول، وبما أن لكل مادة درجة غليان خاصة بها فستبدأ المادة التي لها درجة غليان أقل بالتحول إلى بخار.

2- المادة الأخرى فتبقى في وعاء الغليان.

3- عند مرور بخار المادة التي تبخرت عبر أنبوب التبريد (المكثف) تتحول إلى مادة سائلة مرة أخرى، وتتجمع في دورق الجمع.

تستخدم هذه الطريقة في تحلية مياه البحر لكي تصبح صالحة للشرب، والشكل الآتي يوضح جهاز التقطير البسيط.

أتحقق: أعدد طرائق فصل كل من المخاليط المتجانسة وغير المتجانسة، وأذكر فيم تستخدم كل منها.

طرائق فصل المخاليط غير المتجانسة:

الفصل بالمغناطيس: وتُستخدم لفصل مكونات المخاليط التي يجذبها المغناطيس مثل الحديد والفولاذ والكروم.

الفصل باليد: وتُستخدم لفصل مكونات المخاليط التي تتكون من مواد صلبة يمكن رؤيتها بالعين المجردة، ومختلفة في حجومها أو أشكالها أو ألوانها.

الفصل بالغربلة: وتُستخدم لفصل مكونات المخاليط التي تتكون من مواد صلبة مختلفة في حجومها بحيث يُستخدم فيها الغربال.

الفصل بالترشيح: وتُستخدم لفصل مكونات المخاليط التي تتكون من مادة صلبة غير ذائبة في مادة سائلة، بحيث تُستخدم فيها مصفاة، أو ورقة ترشيح.

طرائق فصل المخاليط المتجانسة:

الفصل بالتبخير: وتُستخدم لفصل مكونات المخاليط التي تتكون من مادة صلبة ذائبة في مادة سائلة يتم فيها تبخير المذيب كله.

الفصل بالتبلور: وتُستخدم لفصل مكونات المخاليط التي تتكون من مادة صلبة ذائبة في مادة سائلة يتم فيها تبخير جزء من المذيب.

الفصل بالتقطير: وتُستخدم لفصل مكونات المخاليط التي تتكون من مادة صلبة ذائبة في مادة سائلة أو مادة سائلة ذائبة في مادة سائلة أخرى، يتم فيها الاعتماد على الاختلاف في درجة الغليان لفصلها.

 

نشاط: فصل مخلوط مكون من أكثر من مادتين. ملاحظة: أتبع إرشادات معلمي/ معلمتي لاستخدام الغربال والمغناطيس بالطريقة الصحيحة. المواد والأدوات: كؤوس بلاستيكية، ورمل، وحصى، وبرادة حديد، وخرز بلاستيكي، وملعقة بلاستيكية، وغربال صغير، وصحن بلاستيكي، وكيس بلاستيكي، ومغناطيس، وقلم تخطيط. خطوات العمل:  1- ألاحظ: أضع ما مقداره ملعقة واحدة من كل من الرمل، والحصى، وبرادة الحديد، والخرز البلاستيكي في الكأس البلاستيكية. ما الذي تكون لدي؟ مخلوط. 2- أجرب: أمسك الغربال بإحدى يدي، بحيث يكون فوق الصحن البلاستيكي، وأضع فيه المخلوط، ثم أهز الغربال إلى أن يتوقف مرور أي من مكونات المخلوط إلى الصحن البلاستيكي، وأحتفظ بها في كأس بلاستيكية، أما المواد المتبقية في الغربال فأضعها في كيس بلاستيكي. 3- أضع المغناطيس داخل الكيس البلاستيكي، وأغلفه وأهزه، ثم أفرغ محتوياته في كأس بلاستيكية أخرى، بحيث أحتفظ بالمغناطيس والمواد التي التقطها داخل الكيس البلاستيكي وأضعه جانبا. 4- أفصل الحصى عن الخرز البلاستيكي، وأضع كلا منها في كأس بلاستيكي منفصل. 5- أجمع بياناتي: أدون على الكيس البلاستيكي ، والكؤوس البلاستيكية اسم المادة الموجودة في كل منها. 6- أوضح: ما اسم الطريقة التي استخدمتها لفصل الحصى عن الخرز البلاستيكي؟ الالتقاط باليد. 7- أرتب وأتسلسل: أدون طرائق الفصل التي استخدمتها وفق الترتيب الذي نفذتها فيه.  - الفصل بالغربلة -. الفصل بالمغناطيس -  الالتقاط باليد 8- أستنتج: لماذا استخدمت أكثر من طريقة لفصل مكونات المخلوط بعضها عن بعض؟ لاختلاف الخصائص الفيزيائية لمكونات المخلوط، من حيث اختلاف المغناطيسية، واختلاف حجوم هذه المكونات. 9- أتواصل: أشارك زملائي/ زميلاتي في ما توصلت إليه.

 

الإثراء والتوسع

تحلية مياه البحر بالطاقة الشمسية

تعد تحلية مياه البحر بالطاقة الشمسية Solar Water Desalination عملية تنظيف لماء البحر من الأملاح والشوائب والرواسب، وهي عملية تبخر فيها المياه باستخدام الطاقة الشمسية، ثم تكثف بهدف الحصول على ماء نقي صالح للاستخدام، سواء للشرب أو للزراعة.
تأسس أول مشروع تقطير شمسي عام 1872م في دولة تشيلي، إذ تمكن من إنتاج نحو 22700 لتر من الماء النقي يوميا مدة أربعين عاما. ومن الجدير بالذكر أن الفيلسوف اليوناني أرسطو أول من تخيل طريقة لتحلية مياه البحر باستخدام الطاقة الشمسية في القرن الرابع قبل الميلاد.

أبحث في الانترنت عن طريقة تحلية مياه البحر بالطاقة الشمسية، وأهم الدول التي تستخدم هذه الطريقة، وفوائدها من النواحي الاقتصادية والبيئية، وأكتب تقريرا بذلك، يتضمن مدى إمكانية استخدام هذه الطريقة في الأردن وجدواها، وذلك لتقليص العجز المائي الذي يواجهه منذ سنوات، ثم أعرضه على زملائي/ زميلاتي. من النتائج التي قد يتوصل إليها الطلبة: يتم تحلية مياه البحر بالطاقة الشمسية من خلال الاستفادة من الطاقة الشمسية وتحويلها إلى طاقة حرارية، وذلك من خلال استخدام جهاز التحلية (جهاز التقطير الشمسي) والذي يكون على شكل هرم سطحه مكون من الزجاج الشفاف يسمح بمرور أشعة الشمس إلى القاع المغطى بطبقة سوداء تمتص أشعة الشمس، وعندها ترتفع درجة حرارة الماء المالح ويتتبخر، ويرتفع بخار الماء إلى الاعلى ويتجمع على الغطاء الزجاجي ويتكاثف، ثم يجمع الماء العذب في حوض خاص للمياه العذبة. فوائد تحلية مياه البحر بالطاقة الشمسية: - عملية غير مكلفة. - صديقة للبيئة. - يقلل من التلوث الناتج عن استخدام الوقود الأحفوري في تحلية مياه البحر. - توفير مصدر للمياه العذبة بخاصة في المناطق التي تعاني من وجود شح في المياه. وقد يعد مشروع تحلية مياه البحر الأحمر  في منطقة العقبة من المشاريع المستقبلية في الأردن وذلك لمواجهة العديد من التحديات مثل شح الموارد المائية في الأردن.