المخاليط

يقوم درس المخاليط على فكرة مزج مادتين نقيتين أو أكثر مع احتفاظ كل مادة بخواصها الأصلية، وينقسم المخلوط إلى نوعين رئيسيين: مخلوط غير متجانس لا تتمازج فيه المواد وتبقى متمايزة كالزيت والخل، ومخلوط متجانس له تركيب ثابت ويسمى المحلول كالملح المذاب في الماء. ولأن معظم المواد في الطبيعة توجد على شكل مخاليط، فإننا نستفيد من الخواص الفيزيائية لفصل مكوناتها بطرائق متعددة تعتمد على الاختلاف في درجات الغليان، أو حجم الجسيمات، أو القدرة على الامتصاص، ومن أبرز هذه الطرائق الترشيح، والكروماتوجرافيا، والتقطير، والتبلور، والتسامي.

الفكرة الأساسية

توجد معظم المواد في الطبيعة على شكل مخاليط، والمخلوط هو مزيج مكون من مادتين نقيتين أو أكثر مع احتفاظ كل مكون من هذه المواد بخواصها الأصلية. اختلاف نسب مكونات المخلوط يجعله يختلف عن المادة النقية ذات التركيب المحدود والثابت.

الشرح

نقسم المخاليط إلى نوعين رئيسيين بناء على رؤية مكوناتها وامتزاجها:

1. المخلوط غير المتجانس: لا تمتزج فيه المواد، بل تبقى المواد فيه متمايزة وتركيبي غير منتظم. مثال ذلك سلطة الخضار أو خلط الزيت والخل معا، حيث يمكنك تمييز جميع المواد بالعين المجردة.

2. المخلوط المتجانس: هو مخلوط له تركيب ثابت وتمتزج مكوناته بانتظام بحيث لا يمكنك التمييز بين مكوناته. يطلق على المخاليط المتجانسة أيضا اسم المحاليل. قد تكون المحاليل صلبة أو سائلة أو غازية؛ فالفولاذ مثلا محلول صلب مكون من فلز الحديد ولافلز الكربون، حيث يزيد وجود ذرات الكربون من صلابة الفلز.

ولأن المواد تختلط في الطبيعة، نحتاج إلى فصلها إلى مكوناتها النقية باستخدام العمليات الفيزيائية التي تعتمد على الاختلاف في الخواص الفيزيائية للمواد:

• الترشيح: طريقة تستعمل فيها حاجز مسامي لفصل المادة الصلبة عن السائل، حيث يمر السائل وتبقى المادة الصلبة على ورقة الترشيح.
• الكروماتوجرافيا (التحليل الاستشرافي): طريقة لفصل مكونات المخلوط بالاعتماد على قابلية انجذاب كل مكون من مكونات المخلوط لسطح مادة أخرى.
• التقطير: طريقة لفصل المواد اعتمادا على الاختلاف في درجات غليانها، حيث يسخن المخلوط حتى تغلي المادة التي درجة غليانها أقل وتتحول إلى بخار يكثف ويجمع على شكل سائل.
• التبلور: طريقة للفصل تؤدي إلى الحصول على مادة نقية صلبة من محلولها عن طريق تبخر الماء وترسيب بلورات المادة المذابة.
• التسامي: عملية تبخر فيها المادة الصلبة دون أن تنصهر، وتستعمل لفصل مادتين صلباتين في خليط إحداهما لها القدرة على التسامي.

مثال محلول خطوة بخطوة

إذا كان لديك مخلوط مكون من برادة الحديد والرمل، وتريد فصلهما عن بعضهما:

1. انظر إلى خواص المخلوط الفيزيائية: الحديد مادة مغناطيسية بينما الرمل ليس كذلك.
2. استخدم المغناطيس وقربه من المخلوط.
3. سيجذب المغناطيس برادة الحديد وحدها، ويفصلها عن الرمل الذي يبقى في مكانه.

أخطاء شائعة

• الاعتقاد بأن المخلوط المتجانس يفقد مكوناته خواصها الأصلية، والصحيح أن كل مادة في المخلوط تحتفظ بخواصها حتى وإن لم نتمكن من رؤيتها بالعين المجردة.
• الخلط بين الترشيح والتقطير؛ فالترشيح يفصل مادة صلبة عن سائل باستخدام حاجز مسامي، بينما التقطير يفصل السوائل اعتمادا على اختلاف درجات الغليان.

سؤالان للتدريب مع الإجابة

السؤال الأول: صنف ما يأتي إلى مخلوط متجانس أو غير متجانس: (أ) ماء الصنبور، (ب) الهواء، (ج) فطيرة الزبيب. الإجابة: (أ) ماء الصنبور: مخلوط متجانس. (ب) الهواء: مخلوط متجانس. (ج) فطيرة الزبيب: مخلوط غير متجانس.

السؤال الثاني: سم طريقة الفصل التي يمكن استعمالها في فصل مكونات مخلوط من كرات زجاجية حمراء وزرقاء متساوية في الحجم والكتلة. الإجابة: الفصل اليدوي بناء على اختلاف اللون.