يتم استخدام التقطير لفصل مكونات الخليط اعتمادًا على الاختلاف في خاصية مادية معينة، والتي سيتم تحديدها في هذه المقالة العلمية الشاملة، والتي تتضمن الكثير من المعلومات العلمية بدءًا من تعريف مبسط لعملية التقطير، مروراً بـ الخصائص الفيزيائية المستخدمة لفصل عناصر الخليط، مما يؤدي إلى نظرة عامة على الطرق والعمليات المختلفة.
محتويات
مفهوم قسطرة
قبل تحديد التقطير المستخدم لفصل مكونات الخليط اعتمادًا على الاختلاف فيه، من الضروري إعطاء لمحة عامة عن عملية التقطير، وهي تقنية قديمة ظهرت لأول مرة في الهند، وتم تطويرها من قبل العرب الذين نقلها إلى أوروبا في القرن العاشر الميلادي، وتستخدم هذه العملية لفصل المواد الكيميائية عن بعضها البعض. بعض الناس يحصلون على قطارة من جهة ومكثف من جهة أخرى، وفي الماضي كان يتم صنع خليط من الماء عن طريق الغليان. وأوراق نبات عطري، حيث يتبخر الماء مع أخذ العطر معها، وهي أشهر أنواع تقطير الماء وأكثرها استخدامًا، والتي تعتمد على تبخر خليط غير متجانس يتكون من مادة طبيعية، و ثم يتم تكثيف البخار عن طريق تبريده للحصول على نكهات أو عطور.
يستخدم التقطير لفصل مكونات الخليط.
يستخدم التقطير لفصل مكونات الخليط اعتمادًا على الاختلاف في درجة الغليان، على سبيل المثال، يمكن فصل الماء عن الإيثانول عن طريق وضع المادتين في دورق كروي ثم تسخينهما، وبالتالي نلاحظ تبخر الإيثانول عند المبدأ، لأن درجة غليانه أقل من نقطة غليان الماء، وتساوي 78 درجة مئوية، بينما تبلغ درجة غليان الماء 100 درجة مئوية، لذا فإن البخار الناتج عن غليان الإيثانول يتكثف ويمر عبر المكثف ثم يصبح سائلًا يتجمع في دورق التجميع في نهاية المكثف بينما يبقى الماء في القارورة الكروية. التقطير هو الأساس لاستخراج البترول وتكريره، حيث ينتج بالتتابع مركبات الهيدروكربون. ثم وقود الطائرات، يليه السيارات الوقود. ، وأخيراً القطران.
طرق فصل المخاليط.
يستخدم التقطير لفصل مكونات الخليط بناءً على اختلاف درجة غليانها، وهي واحدة من أكثر الطرق شيوعًا لفصل الخلائط، وأهمها ما يلي
- طرق الفصل اليدوية يتم ذلك باليد أو باستخدام منخل وهي عمليات سهلة تسمح بفصل القطع الكبيرة التي يمكن رؤيتها بالعين المجردة.
- الترشيح يتم باستخدام ورق الترشيح لفصل مادتين مختلفتين من حيث حالتهما الفيزيائية، ومن أشهر الأمثلة على ذلك ترشيح القهوة والماء.
- التبخر مثل تبخر مياه البحر للحصول على الملح، فهي عملية تتطلب وجود مادة سائلة كأحد مكونات المادة.
- جهاز الطرد المركزي وهو جهاز يسمح بفصل الحبيبات الصغيرة جدًا عن طريق الدوران الميكانيكي بسرعة عالية جدًا.
- الفصل المغناطيسي هي عملية تسمح بفصل مادة ممغنطة عن مادة ليست كذلك، حيث أن الحبيبات المغناطيسية تلتصق بحزام دوار مغناطيسي، وبقية الحبيبات تنفصل.
- الكروماتوغرافيا وهي طريقة تفصل بين جميع أشكال الغازات، السائلة والصلبة، من خلال سرعة وقدرة الجسيمات على التحرك في المادة الماصة.
يستخدم التقطير لفصل مكونات الخليط اعتمادًا على الاختلاف في درجة الغليان، والتي تختلف من مادة إلى أخرى، وهي في الواقع درجة الحرارة التي تنتقل عندها المادة من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية، ويجب أن تكون تجدر الإشارة إلى أن الهيليوم هو العنصر الذي يحتوي على أقل نقطة غليان، بينما العنصر ذو أعلى نقطة غليان هو الرينيوم، وتختلف درجة الحرارة هذه باختلاف ظروف الضغط الشديد.