راه‌های جدا کردنِ اجزای مخلوط
در دبستان دیدیم که با الک، آهنربا، صافی و تبخیر می‌توان بعضی مخلوط‌ها را جدا کرد. اما کارخانه‌ی لبنیات چطور خامه را از شیر جدا می‌کند؟ آب‌شیرین‌کن‌ها در جزیره‌های خلیجِ فارس چطور از آبِ دریا آبِ آشامیدنی می‌سازند؟ و دستگاهِ دیالیز چطور خونِ بیمارِ کلیوی را تمیز می‌کند؟ همه‌ی این روش‌ها یک راز دارند.
رازِ همه‌ی روش‌ها
برای جدا کردنِ دو ماده، باید تفاوتی میانِ آن‌ها پیدا کنیم و از آن استفاده کنیم: تفاوت در اندازه‌ی ذره‌ها، در چگالی، در دمای جوش، یا در حل شدن. هر روشِ جداسازی یکی از این تفاوت‌ها را به کار می‌گیرد.
| روش | از کدام تفاوت استفاده می‌کند | نمونه |
|---|---|---|
| صاف کردن | اندازه‌ی ذره‌ها | جدا کردنِ تفاله‌ی چای |
| تبخیر | یکی بخار می‌شود و دیگری نه | گرفتنِ نمک از آبِ دریا |
| قیفِ جداکننده | دو مایعی که در هم حل نمی‌شوند | جدا کردنِ روغن از آب |
| گریزانه | چگالی | جدا کردنِ خامه از شیر |
| تقطیر | دمای جوش | آبِ شیرین از آبِ شور |
| دیالیز | اندازه‌ی ذره‌ها، از راهِ پرده‌ای با سوراخ‌های بسیار ریز | تصفیه‌ی خون |
گریزانه: چرخیدنِ تند
گریزانه ظرف‌های پر از مخلوط را با سرعتِ بسیار زیاد می‌چرخاند. در این چرخشِ تند، اجزای سنگین‌تر (با چگالیِ بیشتر) به ته لوله رانده می‌شوند و اجزای سبک‌تر بالا می‌مانند. کارخانه‌ها با آن خامه را از شیر جدا می‌کنند، و آزمایشگاه‌های پزشکی با آن یاخته‌های خون را از مایعِ زردرنگِ آن، یعنی خوناب، جدا می‌کنند. خشک‌کنِ ماشینِ لباسشویی هم شبیهِ آن کار می‌کند: آب را با چرخیدن از لباس بیرون می‌راند.
تقطیر: جوشاندن و دوباره مایع کردن
در تقطیر، مخلوط را گرم می‌کنیم تا جزئی که دمای جوشِ پایین‌تری دارد بخار شود. بخار در لوله‌ای سرد دوباره مایع می‌شود و در ظرفِ دیگری جمع می‌شود. اگر آبِ دریا را تقطیر کنیم، آبِ خالص در ظرفِ دوم جمع می‌شود و نمک در ظرفِ اول می‌ماند. گلاب‌گیری هم نوعی تقطیر است: بخارِ آب، بوی گلِ سرخ را با خودش می‌برد و در لوله‌ی سرد به گلاب تبدیل می‌شود.
یک مخلوط، چند مرحله
بعضی مخلوط‌ها را باید در چند مرحله جدا کرد. فرض کنید شن و نمک با هم مخلوط شده‌اند. نمی‌شود آن‌ها را الک کرد، چون ذره‌هایشان هم‌اندازه است. اما یک تفاوت هست: نمک در آب حل می‌شود و شن نه. پس اول آب اضافه می‌کنیم تا نمک حل شود، بعد مخلوط را صاف می‌کنیم تا شن روی صافی بماند، و آخر آبِ شور را تبخیر می‌کنیم تا نمک باقی بماند.
در خانه امتحان کنید
با کمک یک بزرگ‌تر:
- در یک لیوان دو قاشق آب و یک قاشق روغن بریزید و هم بزنید. چند دقیقه صبر کنید. کدام بالا می‌آید؟
- با یک قاشق، روغنِ رویی را آرام بردارید. این کارِ قیفِ جداکننده را با دست انجام دادید.
- یک بشقابِ سرد را بالای بخارِ کتری نگه دارید. قطره‌هایی که زیرِ بشقاب جمع می‌شوند، آبِ تقطیرشده‌اند.
واژه‌های این درس
- قیفِ جداکننده - قیفی با شیر در پایین، که مایعِ سنگین‌تر را از زیرِ مایعِ سبک‌تر بیرون می‌دهد.
- گریزانه - دستگاهی که با چرخیدنِ تند، اجزای سنگین‌تر را از سبک‌ترها جدا می‌کند.
- تقطیر - جدا کردن با جوشاندن و دوباره مایع کردنِ بخار.
- دیالیز - جدا کردنِ ذره‌های کوچک از بزرگ با پرده‌ای که سوراخ‌های بسیار ریز دارد.
ایده‌ی اصلی
هر روشِ جداسازی از یک تفاوتِ میانِ اجزای مخلوط استفاده می‌کند. برای مخلوط‌های سخت‌تر، چند روش را پشتِ هم به کار می‌بریم.