شرح التقطير بالتجزئة

تعريف التقطير بالتجزئة

يُعد التقطير التجزيئي (بالإنجليزية: Fractional distillation) نوع من التقطير يتضمن فصل السوائل القابلة للامتزاج، بحيث تتضمن عمليات تقطير وتكثيف متكررة، وعادة ما يتم فصل الخليط إلى مكوناته عندما يتم تسخين الخليط عند درجة حرارة معينة وتبدأ أجزاء من الخليط في التبخر،^[١] وتتضمن الأجهزة المستخدمة في التقطير التجزيئي كل من: دورق التقطير، وجهاز الاستقبال، ومقياس الحرارة، ومصدر الحرارة، والمكثف، وعمود التجزئة.^[٢]

خطوات التقطير بالتجزئة

يعد التقطير التجزئي عملية أخذ خليط كيميائي واستخدام الحرارة لفصل مكوناته المختلفة، ويمكن استخدام هذه العملية لعزل واحد أو أكثر من المركبات الموجودة في عينة مختلطة تحتوي على اثنين أو أكثر من المركبات،^[٣] وتتضمن عملية التقطير بالتجزئة عدة خطوات موّضحة فيما يأتي:^[٤]

• يتم رفع درجة حرارة الخليط السائل الذي يحتوي على مادتين رئيسيتين أو أكثر؛ على سبيل المثال، خليط الماء والإيثانول.
• تبدأ المكونات ذات نقاط الغليان الأقل بالتبخر والارتفاع خلال العمود عندما يسخن السائل، وتُشير نقطة غليان السائل إلى درجة الحرارة التي يتحول عندها إلى بخار.
• يبدأ الإيثانول بالغليان أولاً في مثال الماء والإيثانول عند 78 درجة مئوية، وثم يبدأ الماء بالغليان عند 100 درجة مئوية.
• يحتوي البخار المتصاعد على بعض جزيئات المواد الأخرى التي لم تبدأ بالتبخر بعد، ويزداد البخار نقاءً كلما ارتفع في العمود، بحيث "تتساقط" الجزيئات الثقيلة وتعود إلى السائل.
• تتكاتف الجزيئات الأثقل في السائل وتتحول إلى قطرات عندما يرتفع البخار في عمود التقطير، بحيث يبدأ البخار بالتصاعد ويتساقط السائل، وثم تختلط الجزيئات.
• تحتوي الأعمدة بشكل طبيعي على "مراحل" معينة؛ وتعد المرحلة منطقة في العمود تحتوي على كمية مماثلة من الجزيئات لكل نوع من المواد (أي نسبة مئوية عامة معينة من الماء والإيثانول)، وقد تم تصميم الأعمدة لتكون طويلة بما يكفي لتحقيق نسبة فصل معينة، من خلال إيجاد الحد الأدنى لعدد المراحل المطلوبة.
• يتم جمع البخار الذي يصل إلى قمة العمود (ناتج التقطير) في مكثف صناعي (مبرد كبير)، والذي يقوم بتبريد البخار مرة أخرى إلى سائل، ويتم نقله عبر الأنابيب إلى الخزان.
• تستمر المواد المتبقية في العمود في عملية التقطير حتى يتم الوصول إلى النقاء المطلوب.

تطبيقات التقطير بالتجزئة

يتم استخدام عملية التقطير الجزئي في عدد من تطبيقات الحياة، ومن هذه التطبيقات ما يأتي:^[٢]

• يُستخدم التقطير التجزيئي في إنتاج السيليكون عالي النقاء من الكلوروسيلانات، حيث يستخدم السيليكون كثيرًا في أشباه الموصِلات.
• يُستخدم التقطير الجزئي لفصل الهواء المٌسال، للحصول على المكونات الأساسية، وهي: النيتروجين السائل، والأرجون المركز، والأكسجين.
• يُستخدم التقطير الجزيئي في العديد من الصناعات مثل مصافي النفط والمصانع الكيماوية بشكل أساسي لتنقية وفصل العديد من المركبات العضوية.
• يُعد التقطير الجزئي مفيدًا في عملية تنقية المياه.
• يُستخدم التقطير الجزئي لفصل الأسيتون والماء.

المراجع

1. ↑ "What is Fractional Distillation?", byjus, Retrieved 15/1/2022. Edited.
2. ^ ^{أ ب} "Fractional Distillation", toppr, Retrieved 15/1/2022. Edited.
3. ↑ "What is Fractional Distillation? - Definition & Process", study, Retrieved 15/1/2022. Edited.
4. ↑ "Fractional Distillation", epic, Retrieved 15/1/2022. Edited.