كيف تستخرج الملح من الماء المالح لقرون، حير هذا السؤال البحارة الذين تقطعت بهم السبل في البحر والطلاب في المعارض العلمية على حد سواء، لكن الإجابة بسيطة التبخر. عندما تتسبب في تبخر الماء المالح (إما بشكل طبيعي أو بالحرارة الاصطناعية) فإن الماء فقط يشكل بخار الماء – ويترك الملح وراءه. مع هذه المعرفة، من السهل جدًا فصل الملح عن الماء بالمواد العادية التي قد تكون موجودة في المنزل.
خطوات
قم بإجراء تجربة تبخر أساسية
1 سخني الماء وأضيفي الملح إليه لعمل محلول ملحي. من السهل فهم مبادئ التبخر في الممارسة العملية من خلال إجراء هذه التجربة البسيطة. للبدء، كل ما تحتاجه هو بعض ملح الطعام العادي، وبعض ماء الصنبور، و قدر صغير، وبعض الكرتون الأسود، وموقد. أضف بضعة أكواب من الماء إلى القدر وضعه على موقد ساخن. انتظر حتى يسخن الماء (ليس بالضرورة أن يغلي)، لكن كلما زادت درجة حرارته، كلما كان الملح يذوب بشكل أسرع.
- السبب في أن الماء الساخن هو الأفضل لإذابة الملح (والمواد الكيميائية بشكل عام) هو التغيير في الحركة بين الجزيئات التي يتكون منها الماء. عندما يتم تسخين الماء، تزداد الحركة الجزيئية وبالتالي يتلامس المزيد من جزيئات الملح، مما يسهل كسر الروابط. X موارد البحث
2 أضف الملح حتى يتوقف عن الذوبان. استمر في إضافة ملاعق صغيرة من الملح وتقليبها في الماء لتذوب، وفي النهاية ستصل إلى نقطة لا يذوب فيها الملح، بغض النظر عن درجة حرارة الماء. وهذا ما يسمى نقطة تشبع الماء. أغلق الموقد واترك الماء يبرد قليلاً.
- عندما يصل الماء إلى نقطة التشبع، تتوقف قدرته على إذابة الملح على المستوى الجزيئي، ويذوب الكثير من الملح بحيث لم يعد هناك أي احتمال كيميائي للماء لتفكيك بلورات الملح الجديدة. X موارد البحث
3 صب الماء على كرتون داكن اللون. باستخدام ملعقة أو مغرفة، صب بعض الماء المالح على قطعة من الورق المقوى الداكن اللون. ضع هذا الورق على طبق لتجنب أن يصبح رطبًا ويبتل على سطح العمل أو الجدول أدناه. الآن كل ما عليك فعله هو انتظار تبخر الماء. ستكون هذه العملية أسرع قليلاً إذا تركت الورقة في مكان يمكن أن تتعرض فيه لأشعة الشمس.
- لا تهدر بقايا المياه المالحة، فهناك الكثير من الأشياء التي يمكنك استخدامها معها. على سبيل المثال يمكنك استخدامه لسلق بيضة أو سلق البطاطس أو حفظ السبانخ أو حتى مساعدتك في تقشير المكسرات! X موارد البحث
4 انتظر حتى يتكون الملح. عندما يتبخر الماء، يجب أن يترك وراءه بلورات ملح صغيرة تبدو مثل قشور صغيرة أو لامعة أو بيضاء أو شفافة على سطح الورقة. نهايتنا! لقد نجحت للتو في فصل الملح عن الماء.
- لا تتردد في كشط القليل من الملح عن الورق لاستخدامه كتوابل. سيكون تناول الطعام آمنًا تمامًا، ولكن احرص على عدم خلط أي فتات من الورق مع طعامك.
تقطير الماء
1 ابدأ بغلي وعاء من الماء المالح. أوضحت لك التجربة البسيطة أعلاه كيفية استخراج الملح من الماء، ولكن ماذا لو كنت تريد الحفاظ على الماء النقي من الملح أيضًا التقطير هو الجواب. التقطير هو عملية تسخين المواد التي يكون لكل منها درجة غليان مختلفة حتى تنفصل إحداهما عن الأخرى ثم تجمع مكثفات يجب أن تكون “نقية” نسبيًا. في هذه الحالة، سنبدأ بإعداد بضعة أكواب من الماء المالح (انظر أعلاه للحصول على إرشادات خطوة بخطوة) وتسخينه على الموقد حتى يغلي.
2 ضع الغطاء على الوعاء بشكل مائل. الآن ابحث عن غطاء للوعاء (لا يجب أن يكون بنفس حجم الفتحة بالضبط). وازن غطاء القدر بحيث يتدلى جزء منه خارج الحافة، وحاول أن تجعل الجزء الموجود خارج الحافة أدنى نقطة للغطاء. شاهد بينما يتكثف البخار تحت الغطاء ويبدأ في التدفق.
- عندما يغلي الماء المالح، سيتحول الماء (بدون الملح) إلى بخار ويرتفع من الإناء. عندما يضرب الغطاء، يبرد قليلاً ويشكل تكاثف سائل (ماء) على الجانب السفلي من الغطاء. هذه المياه لا تحتوي على ملح، لذلك كل ما علينا فعله الآن هو جمعها ولدينا مياه خالية من الملح.
3 دع الماء يتجمع في وعاء. نظرًا لأن الماء يجري إلى أسفل المنحدر، فإن التكثيف سوف يتجمع بشكل طبيعي على الجانب السفلي من الغطاء عند أدنى نقطة له وهي مائلة. بمجرد جمع ما يكفي من التكثيف هنا، سيبدأ في تكوين قطرات تتساقط. ضع وعاءًا تحت هذه البقعة لالتقاط قطرات الماء المقطر عند سقوطها.
- إذا كنت ترغب في ذلك، يمكنك أيضًا تشغيل جسم معدني رفيع أو زجاجي طويل (مثل أداة تحريك أو مقياس حرارة) من الوعاء وصولاً إلى أدنى نقطة على الغطاء – يجب أن يتدفق الماء من هذا الجسم إلى الوعاء.
4 كرر إذا لزم الأمر. عندما يغلي الماء المالح في الإناء، يجب أن يتجمع المزيد والمزيد من الماء المقطر في الإناء الجانبي. سيتم إزالة معظم الملح من هذا الماء، ولكن في بعض الحالات قد تبقى كمية صغيرة من الملح. في هذه الحالة، يمكنك تجربة التقطير المزدوج. أي، قم بغلي الماء المقطر الذي جمعته بنفس طريقة الماء المالح لإزالة أي ملح متبقي منه.
- يجب أن تكون هذه المياه صالحة للشرب، لكن إذا لم تكن متأكدًا من أن كلًا من الغطاء والوعاء اللذين غليت فيهما الماء والوعاء الذي جمعت فيهما الماء النقي (والأواني المعدنية أو الزجاجية الرفيعة التي قلَّبتها بها إذا استخدمت واحدًا) نظيفًا، فلن يكون آمنًا استخدم هذه المياه للشرب أو الطعام.
استخدم طرقًا غير شائعة
1 استخدم التناضح العكسي. الطرق المذكورة أعلاه ليست الطريقة الوحيدة لفصل الملح عن الماء، لكنها ببساطة الأكثر ملاءمة لمعظم الأشخاص الذين يحاولون عملية الفصل هذه في المنزل. من الممكن أيضًا فصل الملح عن الماء بطرق أخرى تتطلب مواد متخصصة. على سبيل المثال يمكن لتقنية تسمى التناضح العكسي إزالة الملح من المياه المالحة عن طريق دفع الماء من خلال غشاء منفذ. يعمل هذا الغشاء كمرشح، ويسمح فقط لجزيئات الماء بالمرور ويرشح الملوثات الذائبة (مثل الملح). X موارد البحث
- تُباع مضخات التناضح العكسي أحيانًا للاستخدام السكني ولكنها غالبًا ما تستخدم أيضًا لأغراض ترفيهية مثل التخييم. يمكن أن تكون المضخات باهظة الثمن إلى حد ما، وعادة ما تكلف ما يعادل مئات الدولارات بعملتك المحلية. X موارد البحث
2 أضف حمض الديكانويك. طريقة أخرى لفصل الملح عن الماء هي استخدام التفاعلات الكيميائية. على سبيل المثال أظهرت الأبحاث أن معالجة المياه المالحة بمادة كيميائية تسمى حمض الديكانويك هي طريقة موثوقة لإزالة الملح. X مصدر البحث بعد إضافة الحمض وتسخينه قليلاً، ثم تبريده، يستقر الملح والشوائب الأخرى (أي يتجمد ويغرق في القاع). عند اكتمال التفاعل، يستقر الماء والملح في طبقتين منفصلتين تمامًا، مما يسهل إزالة الماء.
- حمض ديكانويك متاح في متاجر المواد الكيميائية. عادة ما يتكلف ما بين 30 و 40 دولارًا (حوالي 450 دولارًا إلى 600 دولارًا) للزجاجة.
3 استخدام تقنية تحلية المياه الالكتروليتية. باستخدام طاقة الكهرباء، يمكن إزالة جزيئات مثل الملح من الماء. يتم ذلك عن طريق غمر الكاثود سالب الشحنة (والأنود الموجب الشحنة) في الماء وفصلها بغشاء مسامي. “تسحب” الشحنة الكهربائية للأنود والكاثود الأيونات الذائبة (مثل تلك التي تشكل الملح) تجاهها مثل المغناطيس، مما يجعل الماء نقيًا نسبيًا. X موارد البحث
- لاحظ أن هذه العملية لا تزيل بالضرورة البكتيريا أو الملوثات الأخرى من الماء، لذلك قد تكون هناك حاجة إلى مزيد من العلاج لجعل المياه صالحة للشرب بالإضافة إلى هذه الطريقة عند العمل في البرية. ومع ذلك، تشير الأبحاث الجديدة الواعدة إلى تقنيات جديدة تقتل البكتيريا بالفعل كجزء من العملية. X موارد البحث
أفكار مفيدة
- لا تستخدم مياه البحر إلا إذا كنت مضطرًا لذلك. بالإضافة إلى الملح، يمكن أن تحتوي مياه البحر أيضًا على معادن ومواد عضوية وملوثات أخرى تجعل من الصعب تنقيتها بالكامل.
- يمكنك أيضًا استخدام نظام شمسي لا يحتاج إلى موقد على الإطلاق. كل ما تحتاجه هو عمل ثقب في الأرض وبعض الأغطية البلاستيكية والصخور ووعاء أو كوب صغير.
تحذيرات
- كن حذرًا عند غلي الماء على الموقد. إذا كنت بحاجة إلى لمس قدر أو وعاء ساخن، فتأكد من استخدام قفازات الفرن أو منشفة لحماية نفسك.
- لا تشرب الماء المالح إذا كنت تائه في البرية. تحتاج أجسامنا إلى الماء للتخلص من الملح أكثر مما تحتاجه الماء نفسه، لذا فإن المياه المالحة يمكن أن تصيبك بالجفاف. X موارد البحث