نسخة الفيديو النصية
أثناء التقطير التجزيئي، لماذا توضع الحبيبات الزجاجية داخل العمود؟
يدور السؤال حول نوع من التقطير يسمى التقطير التجزيئي. التقطير التجزيئي نوع من التقطير تفصل فيه مكونات الخليط بالتتابع عن طريق تسخين الخليط أولًا، ثم تمرير الأبخرة الناتجة عبر عمود تجزئة يحسن نقاءها، ومن ثم تكثيف الأبخرة المنقاة وتجميعها في صورة سائلة. تطرق السؤال أيضًا إلى عمود التقطير التجزيئي؛ لذا دعونا نلق نظرة على الإعداد.
في الخطوة الأولى، يسخن الخليط في دورق تقطير، وهو ما قد يحتوي على أحجار غليان لضمان غليان محكوم ومنع الخليط من الغليان بقوة والتناثر أو الاهتزاز. تتحول المكونات الأكثر تطايرًا إلى بخار وتتحرك لأعلى باتجاه عمود التجزئة. في عمود التجزئة هنا، الذي تحدث فيه الخطوة الثانية، تتسبب الدورات المتكررة من التكثيف وإعادة التبخير في فصل مكونات الأبخرة ببطء، ما يؤدي إلى تنقيتها. بعد ذلك، تتحرك الأبخرة المنقاة عبر محول مرورًا بالترمومتر، الذي يمكننا بواسطته مراقبة الأجزاء المنبعثة، وتنتقل إلى المكثف حيث تبرد وتتكثف إلى سائل. وهذه هي الخطوة الثالثة. يتحرك السائل بعد ذلك عبر محول ويجمع في دورق تجميع، وهذه هي الخطوة الرابعة.
هذه هي عملية التقطير التجزيئي، لكن السؤال لدينا هو «لماذا توضع الحبيبات الزجاجية داخل العمود؟» إنه يشير إلى عمود التجزئة هذا. للحبيبات الزجاجية مساحة سطح كبيرة يمكن أن تتبدد عليها الحرارة الناتجة عن الأبخرة، ما يؤدي إلى تبريد الأبخرة وتكثيفها. لكن كيف تتسبب مساحة السطح الكبيرة هذه في فصل خليط متعدد المكونات؟ قد يحتوي الخليط الموجود في دورق التقطير على عدة مكونات. وعندما يغلي الخليط، تدخل الأبخرة العمود، ويكون أغلبها من المكونات الأكثر تطايرًا أو المادة أو المواد الأكثر تطايرًا. ومن ثم، قد يبدو تركيب الأبخرة التي تتحرك باتجاه العمود بهذا الشكل. يمكننا ملاحظة أن هناك كمية أكبر بكثير من المادة الوردية هنا مقارنة بأسفل دورق التقطير.
بما أن درجة الحرارة في الجزء السفلي من عمود التجزئة أقل منها في دورق التقطير، وبما أن الحبيبات الزجاجية توفر مساحة سطح كبيرة تسمح بتبديد الطاقة الحرارية من الأبخرة، فإن الأبخرة تبرد وتبدأ في التكثف. وفي الجزء السفلي من عمود التجزئة، تتكون قطيرات سائلة تتألف في معظمها من المادة الوردية. ومن ثم، يدخل المزيد من الأبخرة إلى العمود ويسخن هذه القطرات السائلة، فتتبخر مرة أخرى. لكن الأبخرة هذه المرة تحتوي على نسبة أعلى من المادة الأكثر تطايرًا، وهي في هذه الحالة المادة الوردية. تحدث هذه الدورة من التكثيف والتبخير مرارًا وتكرارًا أعلى العمود. ويزيد نقاء الأبخرة أكثر فأكثر في اتجاه قمة العمود حتى يصبح البخار الذي يغادر العمود في النهاية مكونًا من جزء واحد فقط، ويمثله في هذه الحالة مادة واحدة فقط، وهي المادة الوردية.
لكن إذا كان المكون الوردي في الخليط الأصلي يتكون من عدة مواد، فإن الجزء الوردي المتدفق سيكون مكونًا أيضًا من عدة مواد. وسيكون لهذه المواد درجة غليان متماثلة. السؤال لدينا هو «أثناء التقطير التجزيئي، لماذا توضع الحبيبات الزجاجية داخل العمود؟» لقد ناقشنا التقطير التجزيئي بالتفصيل، لكن الإجابة ببساطة هي: لزيادة مساحة السطح المتاحة لتكثيف البخار.
