بيوتات الكيمياء التعليمية - عرض مشاركة واحدة - 6- Water and Solutions الماء والمحاليل
عرض مشاركة واحدة
  #10   -->
قديم 22-11-2010, 09:25 PM
الصورة الرمزية لـ معلمة متطورة
معلمة متطورة معلمة متطورة غير متصل
مشرفة بيت المعلّم المتميز
 
تاريخ الانتساب: 05 2008
المكان: الاردن
مشاركات: 3,407
معلمة متطورة على طريق التميز و النجاح
افتراضي

9 - فصل مكونات المخاليط

المقدمة

فصل مكونات المخاليط عملية مهمة يلجأ إليها الكيميائيون عند حاجتهم لبعض المواد التي توجد على شكل مخاليط لاجراء تجاربهم. وفيها يتم تحويل مخلوط من المواد إلى ناتجين أو أكثر من المواد المنفصلة. وقد تختلف المواد الناتجة بالخصائص الكيميائية أو في الخصائص الفيزيائية من حيث الحجم أو شكل البلورات .. إلخ
إن معظم العناصر أو المركبات - باستثناء القليل - توجد في الطبيعة في حالة غير نقية’ كمخلوط مع مواد أخرى. وكثيرا ما نحتاج لفصلها إلى مركباتها المفردة. التطبيقات العملية لفصل المخاليط مهمة جدا في مجال الهندسة الكيميائية. وكمثال عليها فصل مشتقات النفط الخام. فالنفط الخام عبارة عن خليط من المركبات الهيدروكربونية المختلفة وهو غالي الثمن ومطلوب بشدة ليتم فصله إلى مشتقاته من غاز طبيعي وجازولين وديزل وزيت السيارات والاسفلت.
عمليات الفصل تتضمن بشكل أساسي عملية انتقال الكتل. وتصنيفها يعتمد على وسائل الفصل إن كانت ميكانيكية أو كيميائية. وعادة ما يتم استحسان الطرق الميكانيكية لقلة تكاليف تطبيقها مقارنة بالطرق الكيميائية. والنظام الذي في النهاية لا يمكن تنقيته بالطرق الميكانيكية, تكون الطرق الكيميائية هي الحلول المتبقية.
المخاليط قد تكون بعدة حالات : صلب – صلب , صلب – سائل , صلب – غاز, سائل – سائل , سائل – غاز , غاز – غاز , صلب – سائل – غاز .. إلخ
اعتمادا على الحالة الطبيعية للمخلوط, يمكن استخدام طرق مختلفة من عمليات الفصل على نفس المخلوط. فقد يتم الجمع مابين عمليتين للحصول على درجة النقاوة المطلوبة من الفصل. كما ويمكن الجمع ما بين الطرق الميكانيكية والكيميائية لغايات التنقية. فمثلا في فصل مشتقات النفط فقد يلزم أن تعاد عملية التقطير على النواتج أكثر من مرة حتى يتم الحصول على الناتج النهائي النقي.


الامتزازAdsorption:

الامتزاز أو الادمصاص هو تراكم ذرات أو جزيئات على سطح المادة. وتخلق هذه العملية طبقة من الجزيئات أو الذرات التي تراكمت بكثافة على سطح الممتصات.
بعض المواد الصلبة تقيّد الغازات والمواد العضوية إلي سطحها, وتفصلهم عن مخاليطهم, ثم يتم ازالتها بغسلها بالمذيب المناسب ومثال على ذلك فحم الخشب, الذي يمتز العديد من الغازات والسوائل. لذا يتم استخدامه كمضاد عالمي للتسمم وبخاصة في تنقية الماء من الرصاص والنحاس والزئبق والكلور والهيبو كلويت والمواد العضوية. كما ويستخدم لامتزاز المخدرات من دم الشخص الذي تناول جرعة زائدة وجل السيليكا يمتص الرطوبة من الهواء .
وتعرف المادة التي تمتز على السطح بـ
الصنف الممتزAdsorbed phase
أما السطح الصلب الذي يحدث علية الامتزاز فيعرف بــ سطح الامتزاز Adsorbent
تعالج أنظمة الامتزاز المياه بإضافة مادة، مثل الكربون المنشط أو أكسيد الألومنيوم، إلى إمدادت المياه. وتجذب الممتزات (المواد النشطة سطحيا) الملوثات بعمليات كيماوية وفيزيائية تجعلها "تلتصق" بأسطحها للتخلص منها فيما بعد.
وحتى الآن، فإن أكثر الممتزات الشائعة الاستخدام هو الكربون المنشط - وهي مادة تشبه الفحم لكنها مسامية إلى حد كبير. وكثيرا ما يستخدم مسحوق الكربون المنشط عندما تنشأ مشاكل مؤقتة تتعلق بجودة المياه؛ فيمكن ببساطة إضافته إلى الماء والتخلص منه مع المخلفات الطينية. وكثيرا ما يتم ترتيب الكربون الحبيبي المنشط في القاع لتمر مياه المصدر ببطء أو ترشح من خلاله.


التكثيف :

تبريد البخار تجعل من المركبات التي لها درجة غليان عالية بأن تتكثف لسائل أولا
كمثال فصل البخار والهواء وفصل الأكسجين والنيتروجين من الهواء


الديلسه Dialysis

الأغشية شبه المنفذه وهي تلك التي تسمح بعض المركبات في المخاليط بالمرور عبرها, ولا تسمح للمركبات الأخر.
كيف تتعرف مثل هذه الأغشية على الجزيئات ؟؟
- بعض من هذه الأغشية تعمل كمنخل للجزيئات فتميّز ما بين الجزيئات الكبيرة والجزيئات الصغيرة.
- بعض من هذه الأغشية تذيب أحد المركبات بشكل أفضل من الأخر
- تنتقل المركبات بشكل تلقائي من منطقة التركيز الأعلى إلى الجانب الذي فيه التركيز الأقل ( وزيادة الضغط في جانب التركيز الأقل يمكن أن يوقف هذه العملية التلقائية أو قد تعكس العملية )





أحرزت تحلية مياه البحر باستخدام تقنية التناضح العكسي قبولا مطردا كطريقة اقتصادية معتمدة، وكأفضل نظام مكمل وبديل لتقنيات التحلية الحرارية (التبخير الوميضي متعدد المراحل والتبخير متعدد المؤثرات) وذلك بسبب:

1- تدني استهلاك الطاقة بالمقارنة مع اغلب نظم التقطير، وذلك نظرا لعدم وجود تغيير في الصورة الفيزيائية للماء .
2- تدني المساحة التي يشغلها بالمقارنة بنظم التحلية الأخرى.
3- انخفاض معدل حدوث الترسبات والتآكل فيه بالمقارنة بنظم التحلية الأخرى.
4- مدة انجاز مشاريع التناضح العكسي اقل مما هي الحال عليه بالنسبة لوحدات التقطير.
5- قلة تكلفة معظم مكونات النظام لكونها بلاستيكية الصنع.
6- سهولة تجميع وتشغيل وصيانة النظام وذلك لتكونه من وحدات قائمة بذاتها.


التدفق

استخدام أغشية مسامية لفصل الغازات الخفيفة عن الغازات الثقيلة.
ومعدل التدفق لجزيئات الغاز تعتمد على كتل جزيئاتها. فالجزيئات الثقيله في المخاليط تتحرك أبطأ بالمعدل من الجزيئات الخفيفة.
فيكون معدل تدفق الغازات الخفيفة أكبر من الغازات الثقيلة


فصل المواد الصلبة بالغسيل

مثال فصل الرمل والملح بغسله بالماء وإزالة البقع العضوية عن الملابس بغسله بمذيب قطبي ( التنظيف الجاف )

التحليل الكهربائي

يمكن الحصول على الفلز من خاماته في عملية الاستخلاص بالمحاليل المذابة عن طريق إضافة فلز آخر إلى المحلول الكيميائي المتكون، إلا أنه في بعض الأحيان يمكن استرجاع الفلز المذاب من محلول الإذابة الذي يطلق عليه المحلول الكيميائي، عن طريق التحليل بالكهرباء. ومن أمثلة استرجاع الفلز من المحلول الكيميائي بعملية التحليل بالكهرباء هو فلز النحاس الذي يُذاب من بعض خاماته باستخدام حمض الكبريتيك. وفي هذه الحالة يوضع المحلول الكيميائي الناتج عن الإذابة في خلية تحليل إلكتروليتي. وينساب التيار الكهربائي في خلية التحليل الإلكتروليتي من مصعد (قطب موجب) مصنوع من الرصاص خلال المحلول الكيميائي ليصل إلى مهبط (قطب سالب) من النحاس. وتكون جسيمات النحاس في المحلول موجبة الشحنة، ولهذا فإن هذه الجسيمات تنجذب إلى الأجسام المضادة لها في الشحنة، أي مهبط النحاس سالب الشحنة. ومن العناصر الأخرى التي تستخلص أو تسترجع بالتحليل بالكهرباء عُنصُرا الألومنيوم والمغنسيوم.

ويستخدم التحليل بالكهرباء أيضًا في تنقية الفلزات. ومن أشهر الأمثلة على ذلك تنقية فلز النحاس. وفي هذه الحالة يصنع الفلز غيرُ النقي في صورة مصعد، وعند مرور التيار الكهربائي خلال المحلول الإلكتروليتي، تفقد ذرات النحاس النقية الموجودة في المصعد إلكتروناتها وتدخل إلى المحلول في صورة جسيمات موجبة الشحنة. وبعدئذ تنتقل هذه الجسيمات خلال المحلول متجهةً إلى المهبط، وهناك تكتسب تلك الجسميات قدرًا كافيًا من الإلكترونات، لتصبح ذرات نحاس متعادلة. وتتخلف معظم الشوائب، في حين تترسب ذرات النحاس في صورة نقية على المهبط.


يتبع ..
__________________
(وَأَن لَّيْسَ لِلْإِنسَـٰنِ إِلَّا مَا سَعَىٰ ﴿٣٩﴾ وَأَنَّ سَعْيَهُۥ سَوْفَ يُرَىٰ ﴿٤٠﴾ ثُمَّ يُجْزَىٰهُ ٱلْجَزَآءَ ٱلْأَوْفَىٰ ﴿٤١﴾ وَأَنَّ إِلَىٰ رَبِّكَ ٱلْمُنتَهَىٰ ﴿٤٢﴾ )سورة النجم



"ان المستقبل ملك لأولئك الذين يؤمنون باحلامهم".
"The future belongs to those who believe in their dreams."
جورج برنارد شو
رد مع اقتباس