كيف يتم فصل الملح عن الماء

المادة والخليط

تُعرّف المادة (بالإنجليزيّة: Matter) بأنّها كلّ ما له كتلة ويشغل حيزاً، وتوجد المادة في عدة حالات اعتماداً على خصائص الجزيئات المكونّة لها، ومنها: الحالة الصّلبة، والسّائلة، والغازيّة. يمكن للمادة أن تكون نقيّة؛ أي أنّها تحتوي على مكوِّن واحد فقط، أو خليط، أي أنّها مكونّة من مكونين أو أكثر لا تربط بينهما روابط كيميائيّة، ويُظهر الخليط خصائص العناصر المكونّة له، ومن أنواع المخاليط: المحاليل، والسّبائك، والمعلقات، أو المستعلقات، والغرويّات، ويمكن فصل مكونات الخليط بعدة طرق، أبسطها الالتقاط باليد.^[١][٢]

أنواع المخاليط

يوجد نوعان من المخاليط، وهي:^[٢]

• المخاليط غير المتجانسة (بالإنجليزيّة: Heterogeneous Mixtures): وهي المخاليط التي تتكون من مكونين أو أكثر، ويمكن تمييز مكوناتها بالعين، ويمكن فصلها فيزيائياََ، ومن الأمثلة عليها: خليط من الماء والزّيت، والمكسرات، وخليط من ماء ورمل، وخليط من الحصى، وخليط من مسحوق الذهب ومسحوق الفضة.
• المخاليط المتجانسة (بالإنجليزيّة: Homogeneous mixture): وهي المخاليط التي تتكون من مادتين أو أكثر، وتكون جميع أجزائها متماثلة في الخصائص، ويصعب التّمييز بينها بالعين.

طرق فصل المخاليط

يمكن فصل المخاليط بعدة طرق منها:^[٣][٤]

• الفصل بالمغناطيس (بالإنجليزيّة: Magnetic separation): يُستخدم المغناطيس لفصل مادة تمتلك خصائص مغناطيسيّة مثل الحديد عن موادّ لا تمتلك خصائص مغناطيسيّة مثل الألمنيوم.
• الفصل بالتّرويق (بالإنجليزيّة: Decantation): تُستخدم هذه الطريقة لفصل السّوائل التي لا تختلط معاََ لاختلاف كثافتها مثل الماء والزّيت، وتتم بوضع خليط الماء والزيت في قُمع له صمّام أو محبس للتحكم بالتّدفق، ويُترَك الخليط حتى يستقر الزّيت أسفل القمع، ويكوِّن الماء طبقة منفصلة فوق الزّيت، عندها يُفتَح الصّمام للسماح للزيت بالتدفق خارج القمع تاركاََ الماء داخله.
• التّرشيح (بالإنجليزيّة: Filtration): يُستخدم لفصل مواد صلبة غير قابلة للذوبان عن سائل -مثل الرّمل والماء- باستخدام غشاء أو مرشّح له مسامات أصغر من حجم المادة المراد فصلها.
• الاستشراب أو التّفريق اللّوني (بالإنجليزيّة: Chromatography): وتُستخدم لفصل الصّبغات النّباتية الملونّة مثل الكاروتين، والكلوروفيل، ولكن يمكن استخدامها لفصل مادتين ذائبتين في مُذيب اعتماداً على الاختلاف في درجة ذائبيتهما.
• التّبخير (بالإنجليزيّة: Evaporation): ويُستخدم لفصل مادة صلبة قابلة للذوبان عن المذيب، ويتم ذلك بتسخين المحلول حتى يتبخرالمذيب تاركاً خلفه المادة الصلبة.
• التّقطير البسيط (بالإنجليزيّة:Simple distillation): تشبه طريقة التبخير، ولكن في هذه الحالة يتم تجميع البخار عن طريق تكثيفه مرة أخرى بالتبريد.
• التّقطير التّجزيئي (بالإنجليزيّة: Fractional distillation): طريقة لفصل مخلوط مكوّن من سوائل تذوب في بعضها اعتماداً على اختلاف درجة غليانها.

فصل الملح عن الماء

يمكن الاستفادة من معرفة التّقنيات المختلفة لفصل المخاليط في حياتنا، وذلك عند الرغبة في الحصول على ماء نقي من ماء البحر مثلاً، بعض هذه الطرق بسيطة ويمكن تنفيذها في المنزل؛ إلّا أنّ معظم طرق فصل الملح عن الماء تحتاج إلى معدات خاصة، وقد تكون مكلفة، ومن طرق فصل الملح عن الماء ما يلي:

• التّقطير البسيط: يتم استخدام تقنية التقطير البسيط عند الرغبة بفصل الماء النقي عن الملح، ولذلك نحتاج إلى دورق التّسخين، ومكثّف مكوّن من أنبوب محاط بالماء البارد يتصل بدورق التّسخين، ووعاء لتجميع الماء النقي؛ حيثُ تتم عملية التّقطير البسيط بوضع الماء المالح في الدّورق وتسخينه حتى يصل لدرجة الغليان، عندها يتحول الماء إلى بخار، ويمر عبر الأنبوب المحاط بالماء البارد فتنخفض درجة حرارته ويتكثّف؛ أي يتحول من الحالة الغازيّة (بخار) إلى ماء سائل مرة أخرى وينتقل عبر الأنبوب إلى الوعاء الثّاني، وبذلك يتجمّع الماء النقي في الوعاء، تاركاََ الملح في دورق التّسخين.^[٥] يمكن استخدام قدر المطبخ لتقطير الماء وفصله عن الملح بسهولة؛ وذلك بوضع الماء المالح في قدر على النار، ووضع الغطاء على القدر بحيث يكون جزء من الغطاء خارج حافة القدر، ومائلاً قليلاً للأسفل. عند غليان الماء يتحول إلى بخار ويرتفع للأعلى تاركاً الملح في القدر، وعند ملامسته للغطاء يبرد ويتكاثف ويتحول إلى قطرات تتجه نحو الجزء المنخفض من غطاء القدر وتبدأ بالتّساقط للأسفل، عندها يمكن جمع قطرات الماء بوضع وعاء أسفل الغطاء، وبذلك نحصل على ماء نقي خالٍ من الملح، وللتأكد من خلو الماء من الملح تماماََ يمكن إعادة تقطير الماء الذي تم جمعه مرة أخرى.^[٦]
• التّبخير: يوضع الماء المالح في وعاء ويسخّن، وعندما يتبخّر الماء يبقى الملح في الوعاء.^[٧]
• الاسموزيّة العكسيّة أو التّناضح العكسي (بالإنجليزيّة: Reverse Osmosis): يتم ضخ الماء المالح إلى وعاء مزوّد بغشاء قابل للنفاذ (مرشح) يسمح بمرور الماء ويحتجز الملح، وعندما يمرّ جزء من الماء عبر الغشاء يزداد تركيز الملح في الماء المتبقي، وهي طريقة فعّالة لتنقية المياه؛ إلّا أنّ مضخات التّناضح العكسي مكلفة نوعاً ما.^[٧]
• الفرز الغشائي الكهربائي أوالدّيلزة (بالإنجليزيّة: Electrodialysis): تعتمد هذه الطريقة على فصل مكونات الملح (كلوريد الصّوديوم) إلى أيونات صوديوم، وأيونات كلور، وتتم العملية عن طريق وضع أقطاب كهربائيّة سالبة وأخرى موجبة في الماء المالح، وعند توصيل الّتيار الكهربائيّ تنجذب أيونات الصّوديوم الموجبة نحو القطب السّالب، وأيونات الكلور السّالبة نحو القطب الموجب؛ مما يترك الماء نقياً وخالياً من الملح.^[٧]
• الفصل الكيميائي باستخدام حمض الديكانويك: يُضاف حمض الديكانويك (بالإنجليزيّة: Decanoic acid) إلى الماء المالح، ويُسخَّن المحلول، وأثناء تبريده يترسّب الملح في قاع الوعاء، ويتجمع الحمض في طبقة منفصلة عن الماء؛ مما يسهّل تجميع الماء النقي على حدة.^[٧]
• التجميد (يالإنجليزية: Freezing): يمكن فصل الماء عن الملح بالتجميد؛ وذلك لاختلاف درجة تجمد كل منهم؛ إذ إنّ المياه المالحة تتجمد عند درجة حرارة أقل من المياه النقية؛ ممّا يسبّب تجمُّد الماء النقي على شكل بلورات تاركاً وراءه الملح.^[٨]

المراجع

1. ↑ "Separation of Components of a Mixture", amrita.olabs.edu, Retrieved 13-9-2017. Edited.
2. ^ ^{أ ب} "Classification of Matter", courses.lumenlearning.com, Retrieved 13-9-2017. Edited.
3. ↑ "METHODS FOR SEPARATING MIXTURES", /www.blinklearning.com, Retrieved 13-9-2017. Edited.
4. ↑ " Separating Mixtures ", www.eschooltoday.com, Retrieved 13-9-2017. Edited.
5. ↑ "Simple distillation", eschooltoday.com, Retrieved 13-9-2017. Edited.
6. ↑ "How to Separate Salt from Water", www.wikihow.com, Retrieved 13-9-2017. Edited.
7. ^ ^{أ ب ت ث} Anne Helmenstine (16-3-2017), "How Do I Separate Salt from Water in Saltwater?"، www.thoughtco.com, Retrieved 13-9-2017. Edited.
8. ↑ " De-Salting Saltwater - The ’Cool’ Way", van.physics.illinois.edu,22-10-2007، Retrieved 13-9-2017. Edited.