تعريف المخلوط وانواعه
تعريف المخلوط
للكيمياء تصنيفات مختلفة احد هذه التصنيفات الكيميائية هو المخلوط وله اسم آخر وهو المزيج ، حيث يتم تقسيم المادة في عالم الكيمياء إلى ثلاث أقسام العنصر والمركب والمخلوط ويتكون المخلوط من مزج أو خلط عنصرين أو أكثر مع بعضهم البعض .
أو خلط مركبين أو أكثر مع بعضهما البعض بدون حدوث أي تفاعل كيميائي بين جميع مكونات المخلوط ولا يتكون عنه مادة جديدة ولا يوجد روابط كيميائية بين مكونات المخلوط ، ويمكن فصل مكونات المخلوط .
حيث يحتفظ كل مكونات المخلوط من العنصر أو المركب بكل خواصه الكيميائية والفيزيائية وخواصه الفردية وصفاته وشكله في أغلب الحالات .
أنواع المخلوط
انواع المخاليط
حيث ينقسم المخلوط إلى نوعين رئيسيين هما :
- المخلوط المتجانس .
- المخلوط غير المتجانس .
المخلوط المتجانس هو مخلوط يتكون من مادتين أو اكثر من المادة النقية ويظهر مكونات المخلوط كأنها مكون واحد ، حيث ينتج عنه مادة جديدة من مكونات المخلوط ويتم تحديد عناصر المخلوط .
وهما المادة المذابة وهي المادة الصلبة التي تختفي في مادة أخرى ، والمذيب هو وسط مادي الذي يختفي فيه المادة المذابة ويعد الماء هو المذيب العام وهذا النوع من المخاليط يطلق عليه اسم المحاليل.
مثال ماء البحر هو المذيب الذي يتكون من الماء السائل والمذاب هو كلوريد الصوديوم المادة الصلبة ، ويمكن أن يكون هذه المخاليط غازية مثل الهواء الذي يتكون من خليط من الغازات المذابة في غاز النيتروجين .
وهما غاز الأكسجين وغاز ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء وهناك مخاليط تحتوي على بعض أنواع السبائك مثل الفولاذ الذي يتكون المذيب وهو الحديد الصلب والمذاب هو الكربون الصلب .
المخلوط غير المتجانس :
المخلوط غير المتجانس يتكون من مادتين أو أكثر من المواد التي لا تكون محددة النسب ويمكن القيام بتمييز مكونات المخلوط الغير متجانس بالعين المجردة ويتميز بأن مكوناته لا تكون مادة واحدة بعد الخلط ويتم تقسيم المخلوط غير المتجانس
اقسام المخلوط غير المتجانس
- المخلوط المعلق .
- المخلوط الغروي .
المخلوط المعلق :
هو مخلوط يتكون من مادتين يمكن فصل مكوناته عن طريق الترويق وهذا هو ترك المخلوط دون تقليب لمدة من الزمن ، حيث يتم ترسيب المادة الصلبة في الأسفل أما المادة السائلة فترتفع .
ويتم فصل المخلوط المعلق بالترشيح عن طريق استخدام ورقة الترشيح وسكب المخلوط على ورقة الترشيح وتمر المادة السائلة من خلال الورقة وتبقى المادة الصلبة في ورقة الترشيح مثال على المخلوط المعلق القهوة المغلية ومخلوط الرمل والماء .
المخلوط الغروي :
المخلوط الغروي هو مخلوط غير متجانس يتكون من مادتين أو أكثر وهذه المواد قطر جسيماتها صغير قد لا يتجاوز 1000 نانوميتر وتكون المادة الصلبة تطفوا فوق المادة السائلة .
ولا يستطيع فصل مكونات المخلوط بالترشيح أو الترويق وللمخلوط خواص كهربائية مثل الدم والحليب السائل والجيلاتين.
خصائص المخلوط
للمخلوط خصائص عديدة ومنها :
- تتميز المخلوط بإمكانية فصل مكوناته بواسطة عدة طرق فيزيائية مثل الترشيح والترويق والتبلور والتقطير والتسامي .
- يتميز المخلوط بأنه يتكون من مكونات مختلفة النسب الوزنية .
- تعتبر عملية تكوين المخلوط هي عملية مزج فيزيائية ولا يتم فيها تفاعل كيميائي بين مكونات المخلوط لان الروابط بين مكونات المخلوط لا تنكسر ، ولا يتم تكوين روابط جديدة ولا ينتج عن عملية تكوين المخلوط وخلط المكونات أنتهار غازات أو طاقة حرارية أو غيرها من الأشياء التي تدل على حدوث التفاعل الكيميائي بين المواد .
- مكونات المخلوط تتميز بالاحتفاظ بجميع خواصها الفيزيائية والكيميائية .
- يعتبر المخلوط هو جزء مهم في الحياة اليومية للإنسان ف المخلوط موجود في كل ما يتم مزجه أو خلطة وخصوصا في عملية الطبخ ، وتحضير المشروبات والمأكولات مثل الشاي والبيتزا والعصائر وسلطة الخضروات والفواكه والكشري وغيرها .
يمكن فصل مكونات المخلوط عن طريق
- طريقة الكروماتوغرافيا .
- طريقة التقطير .
- طريقة التبخير .
- طريقة الترشيح .
ان جميع الباحثين لا يقومون بالبحث عن الذهب ولا يحصل العديد من الباحثين على الذهب في التفاعل الكيميائي يكون من المهم القيام بعزل مكونات المخلوط التي لها أهمية عن باقي المواد الأخرى التي ليس لها أهمية.
حتى يتم توظيفها ضمن دراسات التحليل البيئي والنظام البيوكيميائي والبحوث الصيدلانية ومجالات البحث المثيرة الأخرى التي تحتاج إلى طرق فصل المكونات بشكل موثوق ، ويمكن فصل كل المخاليط بواسطة مجموعة مختلفة من التقنيات ومن هذه التقنيات ةتنطبق هذا الطرق على كافة
امثلة على المخلوط المتجانس والغير متجانس
:
طريقة كروماتوغرافيا :
طريقة الكروماتوغرافيا يتم فيها فصل المذيب عن المادة الصلبة ويتم فصل المخلوط عن طريق تمرير المخلوط في معلق أو محلول أو بخار مثل كروماتوغرافيا الغاز لكي يتحرك المخلوط خلال وسط يوجد به مكونات مختلفة المعدلات .
يعد النوع المستخدم من الكروماتوغرافيا في فصل المخاليط وتحديد المخاليط الملونة او التي يستطيع تلوينها بالأصباغ هي كروماتوغرافيا الطبقة الرقيقة .
طريقة التقطير
هي من الطرق الفعالة في فصل المخاليط وتتكون من مادتين في حالة سائلة أو أكثر من السوائل النقية وعملية التقطير يتم فيها تنقية .
حيث يحدث تبخر لمكونات المخلوط السائل وبعدها يتم تكثيف هذه المكونات وعزلها ويحدث في التقطير البسيط تسخين المخلوط ل، كي يتبخر المكونات التي تتمتع بتطاير اكثر من باقي المواد عند اقل درجه حرارة .
ويتم جعل البخار يمر خلال أنبوب مكثف أو مبرد لكي يتكثيف البخار ويتحول من حالة غاز إلى حالة سائلة ، ويسمى الناتج تجميع التكثيف نواتج التقطير ويوجد جهاز للتقطير به عدة معدات مهمه .
ويوجد بالجهاز مصدر حرارة وأنبوبة اختبار بها سدادة لها ثقب واحد نتصل بأنبوبة مطاطي وكوع زجاجي ، ويوضع الأنابيب المطاطي في أنبوبة تقوم بتجميع مغمور في الماء البارد وتستفيد طريقة التقطير من الاختلافات الحادثة في نقاط الغليان.
طريقة التبخير
هو عملية فصل المخاليط المتجانسة حيث يتم تنقية واحد أو أكثر من المواد الصلبة التي تذوب في الماء ، وهذه الطريقة تعمل على طرد مكونات المخاليط السائلة عن المكونات الصلبة له .
ويتم ذلك عن طريق تسخين المخلوط ويتبخر المادة السائلة ويجب أن يون المخلوط يحتوي على سائل واحد ، لكي يتم عزله عن المخلوط بسهولة وبتبقي الماء الصلبة ويتم استخدام هذه الطريقة في فصل ملح الطعام عن مياه البحر .
وهذه العملية تأتي من الشمس في أغلب أجزاء العالم ويحدث تبخر لمياه البحر ، ويتم بعد ذلك جمع الملح وتعمل طريقة التبخير على إزالة المادة السائلة من المخلوط ليتبقى المادة الصلبة .
طريقة الترشيح
تستخدم لفصل المخاليط التي تتكون من مواد صلبة لا تذوب في الماء حيث يتم فصل المواد النقية المكونة المخاليط التي تتكون من جسيمات منها ذات حجم كبير يمكن التقاط هذه ال جسيمات بواسطة مادة مسامية .
وقد يكون حجم الجسيمات مختلف بصورة كبيرة عند ملاحظة نوع المخلوط مثل تيار المياه ، حيث يتكون المخلوط من كائنات طبيعية بيولوجية كالفيروسات والبكتيريا والطفيليات .
ويمكن من خلال فلاتر المياه تصفية المياه من هذه الكائنات وخصوصا البكتيريا التي يصل طولها إلى 1 ميكرون تقريبا وهناك مخاليط أخرى مثل التربة وجسيماتها ذات أحجام كبيرة والتي .
يتم ترشيحها بواسطة شيء مثل مرشح القهوة وبهذا تعمل طريقة الترشيح على فصل المواد الصلبة مختلف أحجامها .
يمكن فصل مكونات المخلوط الغروي عن طريق
- الطرد المركزي.
- الترشيح الفائق.
- طريقة dialysis “المستخدمة في الغسيل الكلوي”.
الطرد المركزي:
تستخدم هذه العملية مبدأ أن الجزيئات الكثيفة تستقر في القاع بينما تبقى الجسيمات الأخف في الأعلى عند الدوران بسرعة.
الترشيح الفائق:
في هذه الطريقة التي تسمى الترشيح الفائق يتم تنقية المياه الغروية من خلال إجراء الترشيح عن طريق نوع خاص من الفلاتر المتدرجة تسمى المرشحات الفائقة.
طريقة dialysis “المستخدمة في الغسيل الكلوي”:
فصل الجسيمات الغروية العالقة عن الأيونات المذابة أو الجزيئات ذات الأبعاد الصغيرة (الكريستالات) عن طريق معدلات انتشارها غير المتكافئة عبر مسام الأغشية شبه المنفذة، وقد تم استعمال هذه الطريقة لأول مرة في عام 1861 من خلال الكيميائي البريطاني توماس جراهام.
متى يمكن استخدام المخلوط الغروي
يستعمل المخلوط الغروي بشكل أساسي لزيادة الحجم داخل الأوعية الدموية حين يتم تقليله، يمكن أن يحدث هذا التقليل نتيجة لنزيف أو الجفاف أو فقدان السوائل أثناء الجراحات، ويمكن في معلمات الإنعاش بالسوائل ضغط الدم الانقباضي لمعدلات <100 مم وفي حالة أن ضربات القلب بمعدل > 90 نبضة في الدقيقة.