هناك طرق عديدة لفصل الملح عن محلول الماء والملح، بعضها يستخدم على نطاق واسع لفصل الماء والملح نظرا للقدرة والمعدات، وبعضها مما يهتم الطلاب باستخدامه في التجارب المدروسة في العلوم، وفي هذا في مقالة عن الموقع سنشرح هذه الطرق بالتفصيل.
جدول المحتويات
مفهوم المادة والخليط
ولتسهيل شرح طرق عزل الملح من محلول الماء والملح لا بد من توضيح مفهوم المادة والمخلوط، ونوضح مفهوم كل منهما فيما يلي:
- وتختلف المادة عن المخلوط لأن المادة هي 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 حسب تجميع الذرات إلى عناصر ومركبات ومخاليط.
- 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، فمثلاً يمكن فصل محلول الماء والملح عن بعضهما البعض.
طرق عزل الملح من محلول الماء والملح
وسنقدم الآن طرق عزل الملح من محلول الماء والملح باستخدام مجموعة متنوعة من الأساليب والتقنيات، والتي يتطلب الكثير منها قدرات ومعدات ومساحة محددة:
1_ فصل الملح عن الماء بالتبخر
التبخر هو الطريقة الأولى والأكثر شهرة لفصل الملح من محلول الماء والملح:
- وبسبب بساطته، يتم تدريس هذه الطريقة للطلاب في المدارس. وهو أساس العديد من التجارب العلمية ويمكن استخدامه في البداية في المنزل وفي المختبرات.
- يتم استخدام التبخير عن طريق تصفية المياه أولاً بأي مرشح لإزالة كافة الرواسب والشوائب العالقة بها.
- ثم يتم وضع الماء على نار عالية في قدر كبيرة أو حسب كمية الماء حتى يصل الماء إلى درجة الغليان.
- سوف يتبخر الماء حتى يختفي تمامًا، تاركًا عجينة تحتوي على القليل 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 محلول الماء والملح، وذلك لأنه:
- يوضع المحلول في وعاء.
- ثم يتم إشعال النار في المقلاة حتى يتبخر الماء الموجود في أعلى المقلاة ويبقى الملح في الأسفل.
- تتضمن تقنية التقطير وضع مكثف في أعلى الوعاء وفي المكثف أنبوب زجاجي محاط بالماء البارد.
- ينتقل البخار من أسفل الوعاء إلى أعلى الأنبوب ويتحول إلى بخار، ويقوم الماء البارد بتبريد البخار حتى يتحول مرة أخرى إلى ماء.
- ويبقى الملح فقط في قاع المرجل، والتفسير العلمي للتقطير هو أن الماء عند درجة غليان منخفضة ينقل البخار عبر مكثف.
- أما المواد الأخرى التي لها درجة غليان عالية فإنها تصطدم بأعلى المقلاة وتسقط فيها مرة أخرى.
3_ التناضح العكسي أو التناضح العكسي لفصل الماء
وهي الطريقة التي يتم فيها ضخ المياه المالحة في وعاء خاص، مجهز بطريقة خاصة ومزود بغشاء يسمح فقط بمرور الماء بدون ملح.
وبما أن الغداء يعيق مرور الملح، فإن تركيز الماء في باقي المحلول ينخفض ويتم فصل الملح عن الماء، وتعتبر هذه الطريقة من الطرق الباهظة الثمن لفصل الملح عن محلول الماء والملح.
4_ طريقة التفاعل الكيميائي لفصل الملح عن الماء
- ويضاف حمض الديكانويك إلى محلول من الماء والملح، وتعتبر هذه الطريقة من الطرق الكيميائية الآمنة.
- يضاف حمض الديكانويك إلى المحلول بكميات نسبية مقاسة، ثم يسخن ويترك ليبرد.
- ثم يبرد الملح ويستقر في القاع مع الرواسب والشوائب المتبقية في المحلول.
- وبعد تطبيق هذه الطريقة نلاحظ أن المحلول قد تحول إلى طبقتين يمكن فصلهما عن بعضهما بسهولة.
5_ طريقة الفرز بالغشاء الكهروستاتيكي
هذه الطريقة هي طريقة كيميائية تسمى طريقة غسيل الكلى، وفيها يتم فصل مكونات الملح في محلول الماء والملح، وتشمل:
- يتم تحويل الملح إلى أيونات الصوديوم وأيونات الكلوريد عن طريق وضع الأقطاب الكهربائية في محلول من الماء والملح.
- تنجذب أيونات الصوديوم إلى القطب السالب، وتنجذب أيونات الكلور إلى القطب الموجب.
- تعتبر هذه الطريقة إحدى طرق فصل الملح عن المحلول المعقد من الماء والملح، حيث أنها تتطلب استخدام شريط تيار كهربائي ذو قطبين كهربائيين.
- ويتم أيضًا فصل القطبين بواسطة غشاء مسامي، والذي يزيل الملح على شكل أيونات، ويترك الماء في قاع الحاوية.
6_ طرق عزل الملح من محلول الماء والملح بالتجميد
تشبه هذه الطريقة طريقة التبخير من بين طرق فصل الملح عن محلول الماء والملح:
نحن ندعوك للقراءة
- تقوم هذه الطريقة بفصل الملح عند درجات حرارة منخفضة جدًا عن طريق وضع الماء في مكعبات الثلج التي تتجمد عند درجة حرارة كافية للتسبب في التجمد.
- عندما يتجمد الماء ويدفع الأملاح خارج المحلول، تؤدي هذه الطريقة إلى تكوين طبقة خارجية من الماء حول المكعبات، وتكون المكعبات نفسها عبارة عن ماء بدون ملح.
- وتستخدم هذه الطريقة لأغراض التنقية في العديد من محطات معالجة وتطهير المياه لأنه يمكن الحصول على المياه النظيفة بهذه الطريقة.
طرق فصل المخاليط
من يبحث عن طرق لفصل الملح عن محلول الماء والملح قد يهتم بطرق فصل المخاليط، إذ يمكن فصل المخاليط بالطرق التالية:
1_ الفصل بالمغناطيس
وتتنوع المخاليط وتختلف في تركيبها وتركيبها، ويمكن فصل بعض المخاليط باستخدام المغناطيس إذا كانت تحتوي على مواد مثل الحديد ومواد أخرى غير مغناطيسية مثل الألومنيوم.
2_فصل المخاليط بالتحريك
تستخدم هذه الطريقة لفصل المخاليط غير المتجانسة عن طريق تركيب قمع خاص للسماح بتدفق بعض مكونات الخليط إلى الخارج.
تستخدم هذه الطريقة لفصل الماء عن الزيت حيث يستقر الزيت في أسفل القمع ويتشكل الماء في الأعلى.
3_ طريقة الكروماتوغرافيا أو الكروماتوغرافيا
يعد التحليل الكروماتوغرافي أحد أكثر الطرق شيوعًا لفصل المخاليط مثل الأصباغ النباتية، حيث يمكن لهذه الطريقة فصل الكاروتين والكلوروفيل والمواد المذابة الأخرى بشكل فعال.
يقوم الفصل الكروماتوغرافي والكروماتوغرافي بفصل المواد المذابة على أساس الاختلافات 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 مخاليط الزيت والماء، ومخاليط الرمل والماء.
- تختلف الخواص الكيميائية للخليط، وتعتبر طريقة الترشيح طريقة فعالة لفصل المواد الكبيرة من الخليط من خلال مرشح.
- 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 عبارة عن وعاء به ثقوب.
- وبالإضافة إلى ذلك، هناك ما يسمى طريقة الترشيح النانوي.
- هذه هي نفس طريقة الترشيح الأولي، ولكنها تستخدم الطاقة الكهروستاتيكية لفصل الجزيئات الصغيرة التي يصل حجمها إلى 100 نانومتر.
أهمية استخدام المحلول الملحي
هناك العديد من استخدامات المحلول الملحي، ومن أشهرها ما يلي:
- والحل سهل في تنظيف الجروح وتعقيمها وشطفها، 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 ويعوق التنفس الطبيعي.
- ومن أهم استخدامات المحلول الملحي هو تعقيم العدسات اللاصقة وشطفها.
- يعد المحلول الملحي أحد أفضل الحلول لإعادة ترطيب العدسات بأمان على عينيك.
استعمال الملح بعد فصله عن محلول الماء والملح
يستخدم الملح في العديد من الأغراض بعد استخلاصه بإحدى طرق فصل الملح عن محلول الماء والملح، ومنها:
- يمكن استخدام الملح لأغراض عديدة، حيث أن معظم الملح العادي الذي نستخدمه يومياً يستخرج من مياه البحر المالحة.
- كما يستخدم الملح في العديد من الصناعات ولأغراض علاجية، مثل صناعة محاليل معينة، كما يمكن استخدامه في التجارب العلمية المختلفة.