المخاليط

 :معظم المواد التي حولنا هي مخاليط مكونة من مادتين نقيتين او اكثر

• الهواء هو خليط من الغازات

• مياه الحنفية هي خليط من الماء والاملاح ومواد اخرى

• المواد البلاستيكية هي خليط من البوليمير مع مواد صبغية ومواد مضافة

•   النبيذ هو خليط من الماء ومواد اخرى كالسكر والايثانول

• الحديد الذي لا يصدأ هو خليط من عنصر الحديد وكميات صغيرة من الكربون وفلزات اخرى

 : المخاليط تقسم الى قسمين

مخلوط المتجانس: هو المخلوط المكون من مادتين نقيّتين، بحيث يُمكن تحديد المادة المُذابة – أي المادة التي تذوب في مادةٍ أخرى- والمُذِيب – الوسط المادي الذي يُذيب المُذاب، ويُطلق على هذا النوع من المخاليط اسم المحاليل التي قد تكون غازية مثل: الغاز، حيث يتكون من غاز النيتروجين كمذيبٍ وغاز الأكسجين كمذابٍ، وماء البحر يتكون من الماء

 . لسائل كمُذيبٍ وكلوريد الصُوديوم الصلب كمذابٍ، وبعض أنواع السبائك كالفولاذ الذي يتكون من الحديد الصلب كمذيبٍ والكربون الصلب كمذابٍ

. مخلوط غير المتجانس: هو عبارة عن المخاليط التي تتكون من مادتين أو أكثر بنسبٍ غير محددةٍ، بحيث يُمكن تمييز مكوناته بالعين المجردة

المحلول هو مزيج متجانس من مادتين نقيتين أو أكثر وتنقسم الى محاليل متجانسة ومحاليل غير متجانسة، لا يمكن عزلهما عن بعضهما البعض بأي أسلوب ميكانيكي، كالترشيح مثلاً ويتكون من مذيب ومذاب وغالبا يكون المذيب أكبر من المذاب مثل محلول السكر في الماء. وعملية التتحلّ او التفكك تُسمّى أيضًا الذوبان. يمكن فصلهما عن طريق التبخيرمثلا بحيث

 لا يتسبب في أي تفاعل كيميائي بين المادتين ، مثال على ذلك محلول ملح الطعام في الماء

المذيب أو المحل هو سائل أو غاز يذيب المذابات الصلبة أو السائلة أو الغازية والذي ينتج عنه محلول

يعتبر الماء أكثر المذيبات شيوعا في الحياة اليومية. ومعظم المذيبات الأخرى شائعة الاستخدام هي مواد كيميائية عضوية (أي تحتوي على الكربون والهيدروجين)، وتسمى هذه المذيبات بالمذيبات العضوية. تتصف المذيبات عموما بنقطة غليان منخفضة وتتبخر بسهولة أو يمكن عزلها بالتقطير، تاركة ورائها المواد المذابة

وللتمييز بين المذيبات والمذاب ، تكون المذيبات عادة موجودة بنسب كبيرة. ويمكن استخدام المذيبات في استخلاص المواد القابلة للانحلال من المادة المذابة . وأقرب الأمثلة على ذلك هو غلي القهوة أو الشاي في الماء . تكون المذيبات عادة موائع صافية ولا لون لها وأغلبها يتصف برائحة مميزة

أما المذاب فتكون نسبته عادة قليلة في المحلول ، مثل محلول الملح ، حيث يمثل الملح مادة المذاب والماء هو المذيب

المحلول المخفف: هو الذي يحول كمية صغيرة من المذاب بالنسبة للمذيب

المحلول المركز: هو الذي يحول كمية كبيرة من المذاب بالنسبة للمذيب

لا تذوب جميع المركبات الايونية جيدا في الماء مدى الذائبية واسع يبدأ من مركبات تذوب جيدا وحتى مركبات ذائبيتها في الماء قابلة للاهمال بحيث يكون بينهما تدرج لقيم تعبر عن مدى ذائبيتها

: الانتشار والذوبان

لانتشار هو عملية فيزيائية، خلالها، ونتيجة للحركة الدائمة والعشوائية لجسيمات المادّة، تنتقل الجسيمات الموجودة بتركيز عالٍ نسبيًا إلى منطقة تركيزها فيها منخفض نسبيًا- حتّى تصل إلى توزيع متجانس في الحجم المحدود (في مادّة أخرى أو في الفراغ). يحدث انتشار المادّة دائمًا بوتيرة أسرع في درجات حرارة أعلى، لأنّ السرعة المتوسّطة للجسيمات تكون أعلى؛ يحدث انتشار الغاز في الفراغ بوتيرة أسرع ممّا في وعاء يحوي غازًا، لأنّ التصادمات بين جسيمات الغاز الأخرى تعيق الحركة.من المهمّ الإشارة إلى أنّ انتشار السائل في السائل أو جسيمات المادّة الصلبة في السائل يحدث بصورة ملحوظة فقط عندما تذوب المادّة في الأخرى

الذوبان (الإذابة) هو عملية معقّدة تتكوّن فيها أربطة (بين جزيئية) بين جسيمات المذاب المحاطة بجسيمات المذيب. تتعلّق هذه العملية بذائبية المادّة في الأخرى. تتميّز الموادّ بدرجة الذائبية التي هيالكمّية القصوى لمذاب معيّن التي يمكنها الذوبان في مذيب معيّن (في درجة حرارة معيّنة). درجة ذائبية المادّة المذابة في مادّة أخرى، تتعلّق بصفاتها وبصفات المذيب وبالقوى التي بين جسيمات الموادّ وبعدّة عوامل أخرى، منها درجة الحرارة. تتصرّف موادّ صلبة مختلفة بصورة مغايرة مع ارتفاع درجة حرارة المذيب السائل الذي تذوب فيه: قسم منها يذوب أفضل وقسم آخر يذوب أقلّ. هناك موادّ صلبة لا تتأثّر ذائبيتها تقريبًا بتغيّر درجة الحرارة، مثلاً، ذائبية ملح الطعام في الماء لا تتعلّق بدرجة الحرارة تقريبًا. كما أنّ ذائبية الغاز في السائل في حالات كثيرة، تنخفض مع ارتفاع درجة الحرارة، مثلاً ذائبية الأوكسجين في الماء ترتفع مع انخفاض درجة الحرارة. يجب التنويه إلى أنّه على كلّ الأحوال، بدون علاقة بكمّية المذاب الذي ذاب- تتأثّر دائمًا سرعة الذوبان بنسبة طردية بارتفاع درجة الحرارة- أي في درجة حرارة أعلى تحدث العملية بوتيرة أسرع بالمقارنة مع درجة الحرارة الأقلّ، لأنّ الجسيمات لا تملك طاقة حركية متوسّطة أعلى

العلاقة بين عملية الانتشار وعملية الذوبان

تتكوّن في عملية الذوبان أربطة بين جسيمات المذاب وجسيمات المذيب المحيطة بها. تنتشر هذه الجسيمات- أي تتحرّك من المنطقة التي تركيزها فيها عالٍ نسبيًا إلى منطقة تركيزها فيها منخفض نسبيًا إلى أن تتوزّع بصورة متجانسة في الحجم الكلّي للمذيب. انتبهوا: لا توجد علاقة بين مدى ذائبية مادّة معيّنة في مادّة أخرى وبين سرعة انتشار الجسيمات (وتيرة توزّعها في المذيب) وتتأثّر العمليتان بصورة مغايرة بتغيّرات درجة الحرارة. على سبيل المثال: عندما نذيب ملح الطعام في الماء، لا يؤثّر تغيّر درجة الحرارة تقريبًا على كمّية الملح التي تذوب في الحجم المحدود من الماء، لكن كلّما كانت درجة الحرارة أعلى ازدادت سرعة انتشار جسيمات الملح (المذابة) في الحجم المحدود من الماء. يجب التنويه إلى أنّه على كلّ الأحوال، بدون علاقة بكمّية المذاب الذي ذاب- تتأثّر دائمًاسرعة الذوبان بنسبة طردية بارتفاع درجة الحرارة- أي في درجة حرارة أعلى تحدث العملية بوتيرة أسرع بالمقارنة مع درجة الحرارة الأقلّ، لأنّ الجسيمات لا تملك طاقة حركية متوسّطة أعلى.

فصل الخليط إلى مركِّباته

معظم الموادّ موجودة في مخاليط. للفصل بين الموادّ المختلفة الموجودة في الخليط، يجب إيجاد الصفات التي تميّز كلّ مادّة في الخليط، على سبيل المثال، الذابيئة في الماء، درجة حرارة الغليان، وحجم الحبيبات أو الانجذاب إلى المغناطيس. تسمّى هذه الصفة صفة فاصلة لأنّها تتيح الفصل بين الموادّ الموجودة في الخليط

امثلة لبعض طرق الفصل

الترشيح

 تلائم هذه الطريقة لفصل خليط غير متجانس من مادّة صلبة وسائل أو من موادّ صلبة مختلفة. الصفة الفاصلة التي نستغلّها من أجل الترشيح هي حجم الجسيمات/ الحبيبات. المصفاة أو ورق الترشيح أو الغربال، هي “أدوات” فيها “ثقوب”. الجسيمات الصغيرة تمرّ عبر الثقوب إلى وعاء موجود تحت أداة الترشيح، بينما الجسيمات الأكبر التي لا تمرّ عبر الثقوب، تبقى في أداة الترشيح. الفصل بواسطة الترشيح مقبول جدًّا في الصناعة: على سبيل المثال، في مصنع الفوسفات في النقب، يرشّحون الموادّ الخامّ الطبيعية من أجل التنقية الأولى. المادّة الخامّ هي صخور تمرّ بالتكسير. بعد التكسير تنتج شظايا صخور بأحجام مختلفة ورمل. بواسطة غرابيل ملائمة يفصلون بين الرمل والحجارة وبين الحجارة بأحجامها المختلفة

مثال آخر، يستعملون في صناعة الأدوية الترشيح لفصل الماء عن الناتج الصلب، ولهذا الغرض يستعملون ورق الترشيح

التبخير

تلائم طريقة التبخير لفصل المخاليط غير المتجانسة وكذلك المخاليط المتجانسة التي تسمّى محاليل. على سبيل المثال، يستعملون هذه الطريقة لتجفيف المادّة الصلبة الموجودة في سائل معيّن أو للحصول على المادّة الصلبة المذابة في السائل. الصفة الفاصلة في هذه الطريقة هي درجة حرارة الغليان أو قدرة التبخّر المختلفة لكلّ مادّة. يبخّرون المذيب (الذي يكون سائلاً في أغلب الأحيان) بالتسخين، والمادّة المذابة (التي تكون صلبة في أغلب الأحيان) ترسب

كروماتوغرافيا

 تشمل طريقة الفصل هذه جميع الطرق التي تعتمد على الاختلاف في قدرة الموادّ المختلفة على الالتحاق أو الانضمام الى مادّة محدّدة. تكون الموادّ المفصولة في أغلب الأحيان موادّ ملوّنة. على سبيل المثال، عندما يحضّرون لونًا، يخلطون ألوانًا مختلفة إلى أن يحصلوا على اللون المطلوب. لفحص مركِّبات لون معيّن يمكن استعمال هذه الطريقة، التي تفصل الألوان عن بعضها البعض. يمكن استعمال ورق الترشيح كمادّة ضامّة. من المعتاد الإشارة إلى مكان القطرة المفحوصة بقلم رصاص واستعمال مذيب معيّن. لا يكون المذيب في بعض الأحيان سائلاً، وإنّما غاز، وعندها نتحدّث عن “كروماتوغرافيا غازية”. هذه الطريقة مقبولة في أبحاث الكيمياء والبيولوجيا لفكّ مبنى الجزيئات مثل الأحماض النووية، مثلاً في  DNAمجال التشخيص الجنائي لتشخيص الـ

التكرير

تستعمل هذه الطريقة لفصل الخليط اعتمادًا على الفروق في درجة حرارة غليان السوائل في الخليط. يسخّنون الخليط السائل، والسائل الذي درجة غليانه هي الأقلّ يغلي ويتحوّل إلى بخار. يجمعون البخار في جهاز التكرير، ومن ثمّ يبرد البخار على طول المكثّف ويتحوّل مرّة ثانية إلى سائل، الذي بدوره يجمعونه في وعاء ملائم. في الصناعة، يفصلون بهذه الطريقة النفط الخامّ إلى مركِّباته المختلفة كالبنزين والكاز والسولار وزيوت التشحيم. في صناعة النبيذ والبيرة يكرّرون الكحول من خليط التخمّر. أثناء تكرير النبيذ يمكن الفصل بين الإيثانول (الكحول) والماء باستغلال الفرق بين درجة غليان الإيثانول (78⁰C) ودرجة غليان الماء (100⁰C)

المغناطيس

عندما يكون الخليط غير متجانس ويحوي حديدًا، يمكن استعمال المغناطيس لفصل الحديد عن الخليط. الصفة الفاصلة هي الانجذاب للمغناطيس (المغناطيسية). على سبيل المثال، يمكن الفصل بين مسحوق الكبريت ومسحوق الحديد المخلوطين، بواسطة المغناطيس الذي يجذب الحديد فقط