آلية حدوث عملية التقطير للسوائل

1995 موسوعة الكويت العلمية للأطفال الجزء السادس

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

عملية التقطير للسوائل الكيمياء

عند رفع درجة حرارة سائل ما إلى حد معين، يبدأ هذا السائل في الغليان ويتحول إلى بخار.

وتبدأ عملية الغليان بتكوُّن فقاعات من البخار تحت سطح السائل، وعادة ما تحتوي كل فقاعة من هذه الفُقَّاعات على ملايين من جُزيْئات البخار.

ولا تصل هذه الفقاعات في بادئ الأمر إلى سطح السائل، لأنها تنهار وتختفي قبل أن تصعد إلى السطح، لأن ضغط البخار فيها يكون أقل من الضغط الجوي الواقع على سطح السائل. (ويبلغ الضغط الجوي عند مستوى سطح البحر نحو كيلو جرام على السنتيمتر المربع).

 

ولكن عندما يصبح ضغط البخار في هذه الفُقَّاعات مساوياً للضغط الجوي، تبدأ هذه الفُقَّاعات في الخروج من سطح السائل، وتنفجر متحولة إلى بخار، ويقال عندئذ إن السائل يَغلي.

ولكل سائل درجة غليان خاصة، فالماء يغلي عند 100º مئوية (سيلزية)، والكحول يغلي عند 78,5ºم، كما يغلي الأثير عند 34م، على حين يغلي فِلز الزئبق عند 356,9ºم.

وتُستغل هذه الخاصية في عمليات التقطير، فيتم تسخين السائل أولاً إلى درجة الغليان. 

ثم تكثف الأبخرة الناتجة إلى سائل مرة أخرى وتجمع، وعادة ما تجري هذه العملية في أجهزة خاصة تعرف باسم أجهزة التقطير.

 

وقد كان العالم العربي جابر بن حيان أول من وصف جهازاً للتقطير، وأطلق عليه اسم «الإنبيق».

واستخدمه في تقطير كثير من السوائل وخُلاصات الزهور، واستخدمه بعد ذلك كثير من المشتغلين بالكيمياء في أوروبا في العصور الوسطى.

وتعتمد درجة غليان السوائل على الضغط الجوي، فعندما يقل الضغط الواقع على سطح السائل تقل درجة غليانه بنسبة معينة.

فالماء مثلاً يغلي عند 100º م عند مستوى سطح البحر، حيث يكون الضغط الجوي مساوياً «واحد جو»، ولكننا إذا صعدنا أحد الجبال فإننا نجد أن درجة غليان الماء تقل عن ذلك.

بسبب انخفاض الضغط الجوي بزيادة الارتفاع، وهي تصل إلى نحو 90ºم فوق جبل ارتفاعه ثلاثة كيلومترات.

 

وتُستغل خاصية التقطير في تنقية السوائل، والتخلص ممَّا بها من شوائب، لأن هذه الشوائب تتبقَّى في إناء التقطير، بينما يتصاعد بخار السائل النقي الذي يُكثَّف بالتبريد ويجمع على هيئة سائل تام النقاء.

كذلك تُستغل خاصية انخفاض درجة الغليان بانخفاض الضغط في كثير من الأغراض، فيتم تحلية مياه البحر بتقطيرها تحت ضغط مُخَلْخَل، للتخلص مما بها من أملاح. 

كما تُستغل في تقطير كثير من المواد التي تنحل بالحرارة، أو في تركيز بعض المحاليل، كما في صناعة السكر، الذي يتم تركيز محلوله في الماء تحت ضغط مخلخل منعاً لتفحمه بالحرارة.

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]