نشاط عملي يوّضح عمليتي “الترشيح والتبخر”

2011 تجارب علمية استخدام المواد

غريس و ودفورد

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

عملية الترشيح عملية التبخر الكيمياء

– الأهداف:

1- معرفة مبادئ الترشيح والتبخر والاستخلاص.

2- تنقية الملح من خلال إزالة أي شوائب موجودة فيه.

 

– الأدوات التي تحتاجها:

1- نصف رطل (227 غراماً) من الملح الصخري

2- ماء

3- ورق ترشيح

 

4- وعاء زجاجي

5- ميزان

6- مصفاة

 

7- ملعقة خشبية

8- موقد (أو أي مصدر حراري)

9- قِدْر (وعاء طهي) مزود بمقبض

 

– خطوات العمل:

1- قم بسحن (سحق) الملح الصخري عن طريق وضعه في كيس من البلاستيك واطرقه برفق بواسطة مرقاق العجين، ثم زِنْ الملح المسحوق وسجل الوزن.

 

2- اسكب الملح في القِدْر.

 

3- أضف كوباً واحداً من الماء إلى الملح وسخنّه على نار أو حرارة هادئة وحرك المحلول إلى أن تذوب معظم كمية الملح، ثم اترك المحلول حتى يبرد.

 

4- ضع ورقة الترشيح داخل مصفاة فوق الوعاء الزجاجي وصبّ المزيج برفق كي يمر من خلال ورقة الترشيح، واحتفظ بها مع أي مخلفات بقيت على ورقة الترشيح: هذه هي الشوائب.

 

5- ضع الوعاء في مكان دافئ – ضعه مثلاً على حافة النافذة تحت أشعة الشمس – واتركه لعدة أيامٍ. يجب أن تبدأ بلورات الملح بالتكوّن بعد تبخر الماء. تشكل هذه البلورات ملحاً أكثر نقاوة.

6- قم بوزن البلورات. هل يبلغ وزنها الوزن الذي كان عليه الملح عند بدء التجربة؟

 

قد ترغب في إعادة تجربتك مستخدماً هذه المرة مواد بلورية أخرى، مثل السكر. وبإمكانك أيضا أن تحاول استخدام محاليل ممزوجة جاهزة، مثل الحبر، كي تشاهد ما يتبقى من الأجسام الصلبة بعد التبخر.

وتستطيع أيضاً اختبار شوائب الحديد من خلال تمرير مغناطيس فوق الراسب في ورقة الترشيح. بما أن الحديد معدن مغناطيسي فإن أي رواسب تلتصق بالمغناطيس تحتوي على الحديد.

ويمكن التحقق من وجود معادن أخرى في الراسب من خلال إجراء اختبار اللهب (الكشف عن وجود عنصر بتلوّن اللهب). ينبغي تنفيذ هذا الاختبار في المدرسة فقط أثناء درس العلوم أو بمساعدة والديك.

 

تحتاج من أجل إجراء اختبار اللهب إلى موقد «بنزن» (أو أي موقد آخر) وسلك «نيكروم» (سبيكة أساسها النيكل والكروم)، وهو متوافر في متاجر اللوازم المدرسية أو الكيميائية.

يتطلب منك هذا الاختبار استخدام لهب حار، لذا ينبغي أن تكون حريصاً وتنفذ الاختبار بوجود أحد الكبار معك.

 

قص قطعة من السلك بطول 4 بوصات (10 سم) وأدخل إحدى نهايتي السلك في قطعة فلين كي تصبح بمثابة مقبض تمسك السلك بواسطته. اكشف فتحة الهواء في موقد «بنزن» بمقدار بسيط فقط إلى أن يختفي اللون من لهب الموقد.

قم بتسخين سلك «النيكروم» على اللهب لبضع ثوان بهدف تنظيف السلك ثم اتركه حتى يبرد.

 

اغمس النهاية الحرة من السلك في الراسب ثم ضعها بالقرب من لهب الموقد. راقب بعناية أي تغير في لون اللهب.

إذا تحوّل اللهب إلى الأزرق فهذا يعني وجود الرصاص في الراسب؛ واللهب الأصفر إشارة إلى وجود الصوديوم؛ واللهب الأرجواني الفاتح (الليلكي) دلالة على وجود البوتاسيوم؛ واللهب ذو اللون الأخضر التفاحي دلالة على وجود الباريوم؛ واللهب الأزرق الضارب إلى الأخضر دليل على وجود النحاس، بينما يشير اللهب الأحمر إلى وجود الكالسيوم.

 

– تحليل النشاط:

لقد استخدمت عمليتين في التجربة الواردة في الصفحات السابقة: الترشيح والتبخر من أجل استخراج (استخلاص) الملح النقي من الملح الصخري – وهو مزيج من الملح وشوائب معدنية أخرى (غير ضارة).

تُستخدم هاتان العمليتان الشائعتان (الترشيح والتبخر) في فصل الخلائط المتنوعة، كما يُستخدم التبخر من أجل فصل السوائل التي تتميز بدرجات غليان مختلفة.

لقد قمت أولاً بسحق الملح الصخري من أجل سهولة ذوبانه، ثم لجأت إلى إذابة الملح في الماء لتصنع منه محلولاً. كان الملح والشوائب معاً في الماء في تلك المرحلة.

 

ومن أجل فصل الملح عن الشوائب سكبت المحلول عبر ورقة الترشيح. يستطيع المرشِّح التقاط الجسيمات الكبيرة ويترك الجسيمات الدقيقة – كالذرّات والجزيئات المنفصلة – تمرّ عبر ورقة الترشيح.

انقسم الملح إلى جسيمات أصغر عندما ذاب في الماء، لذلك استطاع المرور مع الماء من خلال المرشِّح، لكن الشوائب لم تذب وبقيت على شكل جسيمات كبيرة يتعذر مرورها عبر ورقة الترشيح.

 

بعد التبخر، الذي أزال الماء، لابدّ أنك شاهدت تكوّن بلورات الملح في الوعاء الزجاجي.

وهذا النوع من الملح أكثر نقاوة من الملح الصخري، لكنه ما زال غير نقي تماماً، وربما احتوى على نثرات دقيقة من الشوائب، التي استطاعت بحجمها الصغير المرور من خلال ورق الترشيح، ومن المحتمل أيضاً احتواء ذلك الملح المنقى على كميات قليلة من الشوائب القابلة للذوبان في الماء.

 

– الماء الحار

كلما كان الماء حاراً ذاب الملح بسهولة أكبر، ولكن ينبغي توخي الحذر عند استعمال الماء الحار.

 

– الشوائب

إذا لم يكن الملح نقياً، ستشكل الشوائب طبقة بنية اللون على ورقة الترشيح، يُطلق على هذه الشوائب اسم «الفضالة» (أو الراسب). لا تقلق بشأن هذا الراسب بما أنه سيُنقّى من الملح.

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]