هناك طرق عديدة لفصل الملح عن الماء والمحلول الملحي. يتم استخدام بعض هذه الأساليب بشكل شائع مع المهارات والمعدات اللازمة لفصل الماء والملح، بينما البعض الآخر عبارة عن طرق يهتم الطلاب باستخدامها في التجارب التي يتم تدريسها في العلوم. وسنشرح هذه الطرق بالتفصيل على الموقع.
جدول المحتويات
مفهوم المادة والخليط
ولتسهيل شرح طرق فصل الملح عن الماء والمحلول الملحي لا بد من توضيح مفهوم المادة والمخلوط، وفيما يلي شرح مفهوم كل منهما:
- والمادة تختلف عن المخلوط، كما هو الحال في كل ما يشغل حيزا في مكان أو مساحة معينة.
- تتكون المادة من جسيمات ممثلة بالذرات، وتحتوي كل ذرة على بروتونات ونيوترونات وإلكترونات.
- وتوجد المادة في حالات مختلفة مثل الحالة الصلبة والسائلة والغازية وغيرها من الحالات التي اكتشفها العلم مؤخراً.
- تنقسم المادة إلى عناصر ومركبات ومخاليط بناء على تجميع الذرات.
- يتكون المخلوط من عناصر كيميائية غير مرتبطة أو عناصر متجانسة، ولكل مخلوط خصائص وشكل.
- يمكن فصل مكونات المخلوط عن بعضها البعض بطرق كيميائية وفيزيائية مختلفة، بحيث يمكن فصل محلول الماء والملح عن بعضهما البعض.
طرق فصل الملح عن الماء والمحلول الملحي
وسنعرض الآن طرق فصل الملح عن الماء والمحلول الملحي باستخدام العديد من الطرق والتقنيات، وأغلب هذه الطرق تتطلب مهارات ومعدات معينة ومكان مجهز:
1_ فصل الملح عن الماء بالتبخر
التبخر هو الطريقة الأولى والأشهر لفصل الملح عن الماء والمحلول الملحي:
- وهي طريقة يتم تدريسها للطلاب في المدارس بسبب سهولتها، وتشكل أساس العديد من التجارب العلمية، ويمكن تطبيقها في البداية في المنزل وفي المختبرات.
- يتم تطبيق التبخير في البداية عن طريق تصفية المياه بأي مرشح وإزالة جميع الرواسب والشوائب العالقة بها.
- ثم يوضع الماء في وعاء كبير أو على نار عالية حتى يصل إلى درجة الغليان، حسب كمية الماء.
- سوف يتبخر الماء حتى يختفي تمامًا وستبقى العجينة المكونة من كمية قليلة جدًا من الملح والماء في الوعاء.
- يمكننا فصل الملح عن الماء بوضع العجينة في الشمس لتجفيف الماء.
2_ فصل الملح عن الماء بالتقطير البسيط
يعتبر التقطير من أهم طرق فصل الملح عن الماء والمحلول الملحي:
- يوضع المحلول في وعاء.
- ثم يوضع القدر على النار حتى يتبخر الماء الموجود في أعلى القدر ويبقى الملح في القاع.
- تقنية التقطير هي وضع المكثف في أعلى الحاوية وداخل المكثف أنبوب زجاجي محاط بالماء البارد.
- ويتحرك البخار من أسفل الحاوية إلى أعلى عبر الأنبوب ويتحول إلى بخار، ويقوم الماء البارد بتبريد البخار حتى يتحول إلى ماء مرة أخرى.
- ويبقى الملح فقط في قاع الإناء، والتفسير العلمي للتقطير هو أن درجة غليان الماء المنخفضة تحمل البخار إلى المكثف.
- تصطدم المواد الأخرى ذات نقاط الغليان العالية بأعلى الوعاء وتعود إلى الوعاء.
3_ التناضح العكسي أو التناضح العكسي لفصل الماء
هي طريقة لضخ المياه المالحة في وعاء خاص، وقد تم تجهيز هذه الحاوية خصيصًا بغشاء يسمح فقط بمرور الماء بدون ملح.
وبما أن العشاء يمنع مرور الملح، فإن تركيز الماء في باقي المحلول ينخفض وينفصل الملح عن الماء، وتعتبر هذه الطريقة من الطرق الباهظة الثمن لفصل الملح عن الماء والمحلول الملحي.
4_ طريقة التفاعل الكيميائي التي تفصل الملح عن الماء
- ويضاف حمض الديكانويك إلى محلول من الماء والملح وتعتبر هذه الطريقة من الطرق الكيميائية الآمنة.
- يتم قياس حمض الديكانويك بكميات نسبية، ويضاف إلى المحلول، ويسخن ويترك ليبرد.
- ثم يبرد الملح ويستقر في القاع مع بقاء بعض الرواسب والشوائب في المحلول.
- وبعد تطبيق هذه الطريقة نلاحظ أن المحلول يصبح طبقتين يمكن فصلهما عن بعضهما بسهولة.
5_ طريقة الفصل بالغشاء الكهروستاتيكي
هذه الطريقة هي طريقة كيميائية وتسمى طريقة غسيل الكلى، وفيها يتم فصل مكونات الملح في محلول الماء والملح، وتشمل:
- وبسبب وضع الأقطاب الكهربائية في محلول الماء والملح، يتحول الملح إلى أيونات الصوديوم وأيونات الكلوريد.
- تنجذب أيونات الصوديوم إلى القطب السالب، وتنجذب أيونات الكلوريد إلى القطب الموجب.
- تعتبر هذه الطريقة من الطرق المعقدة لفصل الملح عن محلول الماء والملح، حيث أنها تتطلب استخدام شريط تيار كهربائي ثنائي القطب.
- ويتم الفصل بين القطبين بواسطة غشاء مسامي لجذب الملح على شكل أيون، بينما يبقى الماء في قاع الوعاء.
6_ طرق فصل الملح عن الماء والمحلول الملحي بالتجميد
تشبه هذه الطريقة طريقة التبخير من بين طرق فصل الملح عن الماء والمحلول الملحي:
ننصحك بالقراءة
- تقوم هذه الطريقة بفصل الملح عند درجات حرارة منخفضة جدًا عن طريق وضع الماء في مكعبات الثلج التي تتجمد عند درجة حرارة كافية للتجميد.
- عندما يتجمد الماء ويدفع الأملاح خارج المحلول، تتسبب هذه الطريقة في تكوين طبقة خارجية من الماء حول المكعبات، في حين أن المكعبات نفسها عبارة عن مياه غير مملحة.
- وبما أن هذه الطريقة يمكنها الحصول على مياه نقية، فإنها تستخدم لأغراض التنقية في العديد من مرافق تنظيف وتطهير المياه.
طرق فصل المخاليط
من يبحث عن طرق لفصل المخاليط من محلول الماء والملح قد يهمه طرق فصل المخاليط، إذ يمكن فصل المخاليط بالطرق التالية:
1_ الفصل بالمغناطيس
تتنوع المخاليط وتختلف في تركيبها وتركيبها، فهناك بعض المخاليط التي يمكن فصلها بالمغناطيس إذا كانت تحتوي على مواد مثل الحديد ومواد أخرى غير مغناطيسية مثل الألومنيوم.
2_فصل المخاليط بالرج
تستخدم هذه الطريقة لفصل المخاليط غير المتجانسة عن طريق إدخال قمع خاص يسمح بتدفق بعض مكونات الخليط إلى الخارج.
تستخدم هذه الطريقة لفصل الماء عن الزيت، حيث يستقر الزيت في الجزء السفلي من القمع ويتشكل الماء في الجزء العلوي.
3_ طريقة الكروماتوغرافيا أو الكروماتوغرافيا
تعتبر الكروماتوغرافيا من أشهر التقنيات المستخدمة لفصل المخاليط مثل الأصباغ النباتية لأن هذه الطريقة ناجحة في فصل الكاروتين والكلوروفيل وغيرها من المواد الذائبة.
تفصل الكروماتوغرافيا والكروماتوغرافيا المذابات على أساس الاختلاف في درجة المذاب.
4_ طريقة الترشيح لفصل المخاليط
- لكي يكون مقالنا عن طرق فصل الملح عن المحلول الملحي، يجب أن نعرض طرق فصل المحاليل غير المتجانسة مثل خليط الزيت والماء، وكذلك خليط الرمل والماء.
- تختلف الخواص الكيميائية للخليط وتعتبر طريقة الترشيح طريقة فعالة لفصل المواد الكبيرة في الخليط من خلال الفلتر.
- حيث يتم تصفية الجزيئات الكبيرة مثل حبيبات الرمل من الماء.
- وتستخدم هذه الطريقة أيضًا في كل منزل، وذلك عن طريق فصل الأرز عن الماء باستخدام أداة مثل وعاء مثقوب.
- وبالمثل، هناك ما يسمى طريقة الترشيح النانوي.
- وهي نفس طريقة الترشيح الأولي، ولكن يتم استخدام الطاقة الكهروستاتيكية لفصل الجزيئات الصغيرة التي يصل حجمها إلى 100 نانومتر.
أهمية استخدام المحلول الملحي
للمحلول الملحي العديد من الاستخدامات، ومن أبرزها:
- ويستخدم المحلول ببساطة لتنظيف الجروح وتعقيمها وغسلها، لأن الملح يقتل البكتيريا ويمنع دخولها إلى الجرح، فلا يصاب الإنسان بالأمراض.
- كما يستخدم محلول الماء والملح لتنظيف الأنف للتخلص من المخاط الذي يسبب الحساسية ويمنع التنفس الطبيعي.
- ومن أهم استخدامات المحلول الملحي هو تعقيم العدسات اللاصقة وغسلها.
- يعتبر محلول الماء المالح من أفضل الحلول لترطيب عدسات العين بشكل آمن.
استخدام الملح بعد فصله عن الماء والمحلول الملحي
يستخدم الملح في العديد من الأغراض بعد استخلاصه من محلول الماء والملح بإحدى طرق فصل الملح:
- وبما أن معظم الملح الطبيعي الذي نستخدمه يوميًا يتم الحصول عليه من مياه البحر المالحة، فيمكن استخدام الملح لأغراض عديدة.
- كما يستخدم الملح في العديد من الصناعات ولأغراض علاجية مثل تحضير محاليل معينة، كما يدخل في التجارب العلمية المختلفة.