ما هي طريقة الفصل بالتبلور التجزيئي

1 إجابة واحدة
طبيبة أسنان
طب الأسنان, جامعة تشرين

عندما يُبرّد سائل يطوف فيه عدد من المُكونات، معظم هذه المكونات سوف تتصلب على هيئة بلورات، البلورات التي تشكلت أولًا تكون أكبر وذلك بسبب الفترة الأطول التي أمامها حتى تشكلت، أما المكونات المتبقية فإنها تشكلّ البلورات لاحقًا وتكون صغيرة مقارنةً بالأولى.

يمكن ملاحظة حدوث مثل هذه العملية في نواة الأرض، فعندما تبرد النواة على حدودها الخارجية، تتشكل بلورات نقية من معدن، بينما المعادن والعناصر الأخرى تبقى ضمن سائل النواة، ومن غير المعروف إن كانت هذه العناصر قادرة أصلًا على تشكيل بلورات عند درجات الحرارة والضغوط المُشابهة لمنطقة نواة الأرض أو أنها تمر في سلسلة من التفاعلات المستمرة لتُشكل البلورات لاحقًا. تُستخدم هذه العملية في الكيمياء لتنقية المعدن من الشوائب العالقة فيه والحصول على المعدن النقي.

بكلمات أخرى، تطرأ عملية الفصل التجزيئي عند تبدل في الشروط المُطبقة على مائع يحوي مكونات مختلفة، وبسبب تغيّر الشروط تتشكل بلورات، وهي تُعتبر من الشوائب الموجودة في المائع، وبالتالي فهي عملية متسلسلة يُطمح في النهاية الحصول على المادة النقية بدون شوائب، أي يحدث فصل للبلورات عن السائل، والسائل المُتبقي يكون بمثابة سائل جديد (وفي المثال الذي أخذتهُ عن نواة الأرض يصبح صهارة جديدة)، ما تبقى من شوائب تغرق إلى قاع الصهارة والأقل كثافة ترتفع إلى الحدود الخارجية للصهارة، والبلورات المُتشكلة لن تتمكن من إعادة الاندماج مع السائل من جديد.

لكل معدن درجة انصهار ودرجة بلورة مختلفة، ولذلك تكون معظم الصخور مكونة من العديد من المعادن، ويُعد السيليكا أخفض المعادن من حيث درجة الانصهار، وتتشكل الصهارة في باطن الأرض بسبب ارتفاع حرارة الصخور المغطية فيذوب السيليكا أولًا مما يجعل الصهارة سلسة وأقل كثافة مع وجود بلورات قديمة منذ بداية تشكل الأرض.

وبما أنّ هناك معادن قليلة الكثافة فهي ترتفع نحو سطح نواة الأرض وهي التي تتبلور أولًا، ومثال على ذلك هو معدن Olivine، الذي يتبلور ثم ينزل إلى قاع نواة الأرض فتصبح الصهارة أكثر غنىً بالسيليكا وبالتالي أكثر مُطاوعةً، وبسبب هذه الخصائص المختلفة بين المعادن والعناصر، تزداد نسبة معادن في الصهارة المتبقية أكثر من معادن أخرى التي تُشكل بلورات في مراحل لاحقة، وبالتالي يُمكن ملاحظة نوعين من العمليات:

  • الأولى: ذوبان المعادن في درجات حرارة مختلفة والتعرض للانصهار خلال سلسلة من التفاعلات تُسمى تفاعلات بوين.
  • الثانية: تبلور العناصر الموجودة في الصهارة أيضًا عند درجات حرارة مختلفة في عملية تُسمى التبلور التجزيئي.

ويعتمد ذوبان الصخور لتشكيل الصهارة على العوامل التالية:

  • الحرارة: تزداد احتمالية ذوبان الصخور كما زاد العمق مع ارتفاع الحرارة.
  • الضغط: يتناسب الضغط العالي طردًا مع الارتفاع في درجة الانصهار، وبالتالي من غير المرجح حصول الذوبان عند الضغوط العالية.
  • كمية الماء: كلما زادت كمية الماء الداخلة في تركيب الصخور كلما قلّت درجة الانصهار أي تُصبح احتمالية انصهار الصخور أكبر عند درجات حرارة أقل.
  • مكونات الصخور: بسبب التفاوت في درجات انصهار المعادن المختلفة المكونة للصخور، فالمعادن ذات درجات الانصهار المنخفضة تنصهر أولًا، وأخيرًا تنصهر المعادن ذات درجات الانصهار الأعلى.

وفي النهاية نحصل على خليط من معادن وعناصر متنوعة بخصائص مختلفة، بأمر مُشابه لوجود محلول مُشبع، مع تبريدهِ، تتوقف عمليات الذوبان المُستمرة بسبب درجات الحرارة العالية، وتبدأ العناصر ذات درجات تجمد منخفضة بالتبلور وتشكيل الكريستالات النقية من المعدن، فيتحول المحلول من مشبع إلى غير مُشبع، وبتخيّل عملية الترشيح، فإن البلورات المُتشكلة تبقى على ورق الترشيح، بينما يمر المحلول الذي بات الآن يحوي على القليل من الشوائب والتي تحتاج درجات حرارة أخفض لتتبلور.

الفصل بالتبلور التجزيئي

الفصل بالتبلور التجزيئي

أكمل القراءة

0

هل لديك إجابة على "ما هي طريقة الفصل بالتبلور التجزيئي"؟