الدرس الثاني: الماء والمخاليط (٢)

يدور الدرس حول الماء والمخاليط وكيفية تكونها وفصل مكوناتها باستخدام الخواص الفيزيائية. المخلوط هو مادتان مختلفتان أو أكثر تختلطان مع بعضها مع احتفاظ كل مادة بخواصها الأصلية. يتضمن الدرس مفهوم التقطير وهي عملية تفصل مكونات مخلوط بالتبخير والتكاتف، وتستخدم لفصل محلول من الماء والملح عن طريق تسخين محلول الماء والملح حيث لكل منهما درجة غليان تختلف عن الأخرى. مثال سريع: إذابة الملح في الماء لتكوين محلول ملحي يمكن فصل الماء عنه بالتقطير.

الفكرة الأساسية

تتكون المخاليط من مادتين أو أكثر تختلطان معاً دون أن تفقد أي مادة خواصها الأصلية، ويمكن فصل مكوناتها باستخدام الخواص الفيزيائية المختلفة مثل درجة الغليان أو باستخدام أدوات مثل المنخل والمغناطيس.

الشرح

المخلوط هو مادتتان مختلفتان أو أكثر، تختلطان مع بعضها مع احتفاظ كل مادة بخواصها الأصلية. عندما تذوب مادة في مادة أخرى بحيث تبدو الخصائص متشابهة في جميع أجزاء المخلوط، يسمى محلولاً. لفصل مكونات المخاليط، نستخدم الخواص الفيزيائية للمواد التي تكون هذه المخاليط. من طرق الفصل عملية التقطير، وهي عملية تُفصل فيها مكونات مخلوط بالتبخير والتكاتف. يمكن إجراء ذلك عن طريق تسخين محلول من الماء والملح، حيث لكل منهما درجة غليان تختلف عن الأخرى؛ فالماء له درجة غليان منخفضة وسيعلي أولاً ويتحول إلى غاز، ويترك الدورق، أما الملح فيبقى في الدورق لأنه لم يصل إلى درجة غليانه. ثم يتكثف بخار الماء في أنبوب التبريد وينساب إلى دورق آخر ليصبح لدينا ماء مقطر خال من الأملاح.

مثال محلول خطوة بخطوة

إذا كان لديك مخلوط مكون من الملح والرمل والخصى وبرادة الحديد والخرز البلاستيكي، وتريد فصل مكوناته عن بعضها:

1. ضع المخلوط في صحن زجاجي عميق وأحضر منخلاً وضعه فوق الصحن، ثم اسكب المخلوط فيه واهتز المنخل حتى يتوقف سقوط أي دقائق منه في الصحن، وانقل المواد التي بقيت في المنخل إلى الوعاء الآخر لفصل الأحجام.
2. اقلب كيساً بلاستيكياً من الداخل إلى الخارج وضع داخله مغناطيساً، ثم مرر المغناطيس فوق الصحن لترتفع وتنجذب برادة الحديد وحدها إلى الكيس.
3. أضف الماء إلى ما تبقى من المخلوط حتى يصل مستواه إلى ارتفاع سنتيمترين فوق المواد الموجودة في الوعاء، واستخدم الملعقة لجمع المواد التي طفت على سطح الماء مثل الخشب أو الفلين.
4. احرك المخلوط وضع ورقة ترشيح في القمع واسكب المخلوط فيه، واستخدم كاساً زجاجياً لتجميع الماء الراشح وفصل الرمل عن الماء.

أخطاء شائعة

• الاعتقاد بأن المخلوط ينتج عنه مادة جديدة ذات خواص تختلف عن المواد الأصلية، والصواب أن كل مادة تحتفظ بخواصها في المخلوط.
• الخلط بين التبخير والتكثف في عملية التقطير، حيث التبخير تحول السائل إلى غاز بالتسخين، بينما التكثف تحول الغاز إلى سائل بالتبريد.

سؤالان للتدريب مع الإجابة

السؤال الأول: ما العملية المسؤولية عن فصل الماء عن الملح في المخلوط؟ الإجابة: التقطير. السؤال الثاني: ما نوع المخلوط المكون من الملح والماء؟ الإجابة: مخلوط متجانس (محلول).