تويت
فصل المركبات
إن فصل المركبات من التقنيات العلمية المعقدة والصعبة لكنها من الأساسيات الهامة في علم الكيمياء وتجلب لنا العديد من منافعَ تثبت لنا ضرورتها.
سنتحدث عن فكرة الفصل بين المركبات المختلفة بشكلٍ عام ثم نكمل حديثنا فيما يخص الطرق الشائعة لتطبيق هذه العمليات.
ما هو فصل المركبات
فصل المركبات هو فرعٌ من فروع الفصل الكيميائي من حيث المبدأ، والذي يقوم على فكرة تحويلٍ طبيعةٍ وخواص مركباتٍ معينةٍ لاستخراج مركباتٍ أخرى مختلفةٍ في الصيغة، كأن نستخرج قهوةً خاليةً من الكافيين ونفصل بينها وبين الكافيين وغيره.
المركبات بشكلٍ عام هي ما يحدث عندما تتحد العناصر لتشكل مركبات كيميائية والتي تنقسم غالبًا إلى فئتين هما المركبات الأيونية الناتجة عن تفاعل المعادن مع العناصر اللافلزية، وتتكون هذه المركبات من أيوناتٍ موجبةٍ وسالبةٍ تتشكل عن طريق إضافة أو طرح إلكتروناتٍ من ذراتٍ وجزيئاتٍ محايدةٍ.
أما الفئة الثانية فهي المركبات التساهمية أو الرابطة التساهمية الناتجة عن اتحاد العناصر اللافلزية مع بعضها بعضًا.
فصل المركبات والخلائط
هنالك اختلافٌ واضحٌ بين عملية فصل الخلائط الكيميائية والمركبات المختلفة، حيث أن الخليط هو مزيجٌ فيزيائيٌّ من المواد وبالتالي فإنه يتطلب فقط العمليات الفيزيائية للفصل، بينما فيما يخص فصل المركبات فيمكن القول أن المركبات تتألف من ارتباطٍ واندماجٍ كيميائيٍّ وبالتالي لا يمكن فصلها إلا بإجراءاتٍ وعملياتٍ كيميائيةٍ خاصةٍ، وهذا يعني أن فصل المركبات أصعب وأكثر تعقيدًا من فصل الخلائط.
هذا ويمكن استخدام قانون النسب الثابتة للتمييز بين المركبات وخلائط العناصر، حيث تحتوي المركبات على تكوينٍ ثابتٍ بينما المخاليط أو الخلائط عكس ذلك.
تختلف المركبات الكيميائية اختلافًا كبيرًا عن الخلائط فلا يمكن فصل العناصر الموجودة في مركبٍ كيميائيٍّ إلا بتدمير المركب نفسه.
أهمية وأسباب فصل المركّبات
إن عمليات الفصل للمركبات تحدث لأسبابٍ عديدةٍ جميعها مبررات لأهمية الفصل في حياتنا المعاصرة، ونستطيع أن نطرح لكم ثلاثة أسبابٍ رئيسيةٍ تجعلها عملياتٍ مهمةً وهي :
طرق فصل المركبات
يمكن أن نستخدم عدة طرقٍ لفصل المركبات عن بعضها، ولا شك أن أي تميزٍ في طريقةٍ عن مرادفتها سيكون سببه المركبات نفسها وليس الطرق بحد ذاتها.
ومن أشهر طرق فصل المركبات :
من الجدير بالذكر أن هنالك طرقًا أخرى أيضًا مثل التقطير والتبخر والفصل اللوني وغيره.
سنتحدث عن فكرة الفصل بين المركبات المختلفة بشكلٍ عام ثم نكمل حديثنا فيما يخص الطرق الشائعة لتطبيق هذه العمليات.
ما هو فصل المركبات
فصل المركبات هو فرعٌ من فروع الفصل الكيميائي من حيث المبدأ، والذي يقوم على فكرة تحويلٍ طبيعةٍ وخواص مركباتٍ معينةٍ لاستخراج مركباتٍ أخرى مختلفةٍ في الصيغة، كأن نستخرج قهوةً خاليةً من الكافيين ونفصل بينها وبين الكافيين وغيره.
المركبات بشكلٍ عام هي ما يحدث عندما تتحد العناصر لتشكل مركبات كيميائية والتي تنقسم غالبًا إلى فئتين هما المركبات الأيونية الناتجة عن تفاعل المعادن مع العناصر اللافلزية، وتتكون هذه المركبات من أيوناتٍ موجبةٍ وسالبةٍ تتشكل عن طريق إضافة أو طرح إلكتروناتٍ من ذراتٍ وجزيئاتٍ محايدةٍ.
أما الفئة الثانية فهي المركبات التساهمية أو الرابطة التساهمية الناتجة عن اتحاد العناصر اللافلزية مع بعضها بعضًا.
فصل المركبات والخلائط
هنالك اختلافٌ واضحٌ بين عملية فصل الخلائط الكيميائية والمركبات المختلفة، حيث أن الخليط هو مزيجٌ فيزيائيٌّ من المواد وبالتالي فإنه يتطلب فقط العمليات الفيزيائية للفصل، بينما فيما يخص فصل المركبات فيمكن القول أن المركبات تتألف من ارتباطٍ واندماجٍ كيميائيٍّ وبالتالي لا يمكن فصلها إلا بإجراءاتٍ وعملياتٍ كيميائيةٍ خاصةٍ، وهذا يعني أن فصل المركبات أصعب وأكثر تعقيدًا من فصل الخلائط.
هذا ويمكن استخدام قانون النسب الثابتة للتمييز بين المركبات وخلائط العناصر، حيث تحتوي المركبات على تكوينٍ ثابتٍ بينما المخاليط أو الخلائط عكس ذلك.
تختلف المركبات الكيميائية اختلافًا كبيرًا عن الخلائط فلا يمكن فصل العناصر الموجودة في مركبٍ كيميائيٍّ إلا بتدمير المركب نفسه.
أهمية وأسباب فصل المركّبات
إن عمليات الفصل للمركبات تحدث لأسبابٍ عديدةٍ جميعها مبررات لأهمية الفصل في حياتنا المعاصرة، ونستطيع أن نطرح لكم ثلاثة أسبابٍ رئيسيةٍ تجعلها عملياتٍ مهمةً وهي :
- إزالة الجسيمات غير المرغوب فيها دائمًا ما سنحتاج لإزالة الجزيئات والجسيمات التي لا نحتاجها، مثل استخدام مصفاةٍ لإزالة أوراق الشاي وغيره.
- الحصول على المواد المهمة: ببساطةٍ بعض المواد أهم من غيرها ضمن الخليط الواحد للمركبات، ولذلك نحتاج إلى فصلها لاستخراج تلك المهمة.
- الحصول على المواد النقية: يتكون خليطٌ من مركباتٍ كيميائيةٍ من موادٍ نقيةٍ فقط، ولكنهم يختلطون مع بعضهم البعض في خليطٍ، وفي بعض الأحيان تكون المواد النقية الفردية أكثر أهميةً من الخليط الإجمالي. على سبيل المثال المياه المالحة ليست مهمةً للغاية بالنسبة لنا إلا الملح والماء بشكلٍ فرديٍّ مفيدان للغاية بالنسبة لنا وبالتالي نحن بحاجةٍ إلى الفصل بينهما، ولذلك فصل المواد ضروريٌّ للحصول على المواد النقية للأغراض المنزلية والأغراض الصناعية وأعمال البحث وغيره.
طرق فصل المركبات
يمكن أن نستخدم عدة طرقٍ لفصل المركبات عن بعضها، ولا شك أن أي تميزٍ في طريقةٍ عن مرادفتها سيكون سببه المركبات نفسها وليس الطرق بحد ذاتها.
ومن أشهر طرق فصل المركبات :
- التبلور: وهو تصلب الذرات أو الجزيئات إلى شكلٍ منظمٍ للغاية يسمى البلورة، ويشير هذا المصطلح أيضًا تقنية الفصل والتنقية الصلبة والسائلة التي يحدث فيها انتقال الكتلة من المحلول السائل إلى الطور البلوري الصلب النقي.
- استخلاص سائل-سائل: وهو عملية فصلٍ تتمحور فكرتها حول نقل المذاب من مذيبٍ إلى آخر، حيث يكون المذيبان غير قابلين للاختلاط أو يمتزجان جزئيًّا مع بعضهما البعض، وفي كثيرٍ من الأحيان يكون أحد المذيبات عبارةً عن ماءٍ أو خليطٍ مائيٍّ والآخر عبارة عن سائلٍ عضويٍّ غير قطبيٍّ.
- الامتزاز: وهي طريقةٌ تشتمل على التقسيم التفضيلي للمواد من طورها الغازي أو السائل ونقلها إلى سطحها الصلب، وقد أصبحت ظاهرة الامتزاز أداةً مفيدةً للتنقية والفصل في كثيرٍ من المجالات، ويمكن القول أنها بمعنى آخر فصل مادةٍ من طورٍ معينٍ مصحوبةٍ بتراكمها أو تركيزها على سطح مادةٍ أخرى.
- التجفيف: وهي عملية تحويلٍ جماعيةٍ تشتمل على إزالة المياه أو مذيب آخر عن طريق استخدام آلية التبخر لمادةٍ صلبةٍ أو سائلةٍ أو شبه صلبةٍ، بحيث يكون لدينا في النهاية مادة جافة من أي سائلٍ بعد فصل المواد السائلة عن المواد الصلبة.
من الجدير بالذكر أن هنالك طرقًا أخرى أيضًا مثل التقطير والتبخر والفصل اللوني وغيره.