يستخدم التقطير لفصل مكونات الخليط خاصية مادية محددة سيتم تحديدها في هذه المقالة العلمية الشاملة ، والتي تتضمن الكثير من المعلومات العلمية بدءاً بتعريف مبسط لعملية التقطير ، مروراً بالخصائص الفيزيائية المستخدمة لفصل عناصر الخليط ، حتى تقديم لمحة عامة عن الطرق والعمليات المختلفة لفصل المخاليط.
مفهوم التقطير
قبل تحديد التقطير المستخدم لفصل مكونات الخليط اعتمادًا على الاختلاف فيه ، من الضروري تقديم 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 يحصل بعض الناس على قطارة من جهة ومكثف من جهة أخرى ، وفي الماضي كان يتم ذلك بغلي خليط من الماء وأوراق نبات عطري ، حيث يتبخر الماء حاملاً العطر معه ، وهي أشهر أنواع تقطير المياه وأكثرها استخدامًا ، والتي تعتمد على تبخر خليط غير متجانس يتكون من الماء مادة طبيعية ، ومن ثم يتم تكثيف البخار عن طريق تبريده للحصول على نكهات أو عطور.
يستخدم التقطير لفصل مكونات الخليط
يستخدم التقطير لفصل مكونات الخليط درجة حرارة الغليانعلى سبيل المثال ، يمكن فصل الماء عن الإيثانول بوضع المادتين في دورق كروي ، ثم تسخينهما ، لذلك نلاحظ تبخر الإيثانول في البداية ، لأن نقطة غليانه أقل من نقطة غليان الماء ، وهي متساوية إلى 78 درجة مئوية ، في حين أن درجة غليان الماء تساوي 100 درجة مئوية ، فيتكثف البخار. يغلي الإيثانول الناتج ويمر عبر المكثف ، ثم يتحول إلى سائل يتجمع في دورق التجميع الموجود في نهاية المكثف ، بينما يبقى الماء في القارورة الكروية. التقطير هو الأساس لاستخراج النفط وتكريره ، حيث ينتج بالتتابع مركبات هيدروكربونية ، ثم وقود الطائرات ، يليه البترول ، ثم سيارات الوقود ، وأخيراً القطران.
طرق فصل المخاليط
يستخدم التقطير لفصل مكونات الخليط حسب الاختلاف في درجة الغليان ، وهو من أشهر طرق فصل المخاليط ، ونذكر منها ما يلي:و
- طرق الفصل اليدوية: ويتم ذلك باستخدام اليد أو المنخل وهي عمليات سهلة تسمح بفصل القطع الكبيرة التي يمكن رؤيتها بالعين المجردة.
- طهارة: ويتم ذلك باستخدام ورق الترشيح لفصل مادتين مختلفتين من حيث الحالة الفيزيائية ، ومن أشهر الأمثلة على ذلك ترشيح القهوة والماء.
- تبخير: حيث إن تبخر مياه البحر للحصول على الملح ، فهي عملية تتطلب وجود مادة سائلة كأحد مكونات المادة.
- جهاز الطرد المركزي: إنه جهاز يسمح بفصل الحبيبات الصغيرة جدًا من خلال الدوران الميكانيكي بسرعة عالية جدًا.
- الفصل المغناطيسي: إنها عملية تسمح بفصل مادة ممغنطة عن مادة ليست كذلك ، حيث تلتصق الحبيبات المغناطيسية بحزام دوار مغناطيسي ، وتتساقط بقية الحبيبات.
- كروماتوغرافيا: إنها طريقة تفصل بين جميع أشكال المواد الغازية والسائلة والصلبة ، من خلال سرعة وقدرة الحبيبات على التحرك في المادة الماصة.
يستخدم التقطير لفصل مكونات الخليط نقطة الغليان ، والتي تختلف من مادة إلى أخرى ، وهي في الواقع درجة الحرارة التي تنتقل عندها المادة من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية. تعتمد هذه الدرجة على ظروف الضغط الشديد.