كنا قد تاولنا في موضوع سابق عوامل استخدام العناصر الكيميائية ، وطرق استخلاص العناصر من القشرة الأرضية.
وإكمالاً لنفس الموضوع السابق بعنوان "العناصر الكيميائية مسخرة لخدمة الإنسان" سنتحدث خلال هذة المقالة بشكل مبسط ومختصر عن استخلاص العناصر من القشرة الأرضية
يحتوي الهواء الجوي على عدد كبير من الغازات ، أهمها غازي النتروجين والأكسجين . كما يحتوي الهواء الجوي على عدد من الغازات النبيلة ، أهمها الآرغون ، ومركبات غازية أخرى مثل ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء ، وأكاسيد الكبريت والنتروجين .
الجدول الآتي يبين النسب المئوية بالكتلة للعناصر في الهواء الجوي:
نسبة وجوده %
|
العنصر
|
| 78 | نتروجين |
| 21 | أكسجين |
| 1 | عناصر أخرى |
يمكن فصل الغازات عن بعضها عن طريق إسالتها بإخضاعها إلى ضغط عال وتبريد ثم فصلها عن بعضها بالتقطير التجزيئي ، حيث ينفصل الغاز الأقل درجة غليان في أعلى برج التقطير ، تماماً كما يحدث عند تكرير النفط .
- ما الفرق الجوهري بين عمليتي فصل غازات الهواء وتكرير النفط ؟
استخدامات النتروجين
يمتاز النتروجين بخموله النسبي ، وهذه الخاصة تناسب الاستخدامات التي تتطلب جواً خالياً من الأكسجين ، ولهذا السبب يمكن استخدام النتروجين في المجالات التالية :
1. يستخدم النتروجين في المختبرات الكيميائية لإجراء تفاعلات كيميائية تتطلب جواً خالياً من الأكسجين.
2. تعبأ خزانات النفط بعد تفريغها بالنتروجين منعاً لحدوث الحرائق.
3. يستخدم النتروجين في حفظ الأطعمة لمنع تلفها عند تفاعلها مع الأكسجين.
4. يستخدم النتروجين السائل في عمليات التبريد السريع للأغذية كاللحوم والأسماك ، وتجميد خلايا وأعضاء الكائنات الحية كالقرنيات.
ولا يعني أن النتروجين خامل كيميائياً عدم إمكانية تحضير مركبات للنتروجين ، إذ يمكن الحصول على العديد من المركبات من النتروجين مثل الأمونيا NH3 من تفاعل النتروجين مع الهيدروجين، وتستخدم الأمونيا في تحضير العديد من المركبات المهمة كالأسمدة وحمض النتريك.
استخلاص عناصر من مياه البحار والمحيطات
توجد المواد الكيميائية في المياه على شكل مركبات ذائبة فيها ، ويبلغ معدل تركيزها 34 غ/كغ ماء ، وتصل نسبتها في مياه البحر الميت
300 غ / كغ ماء .
- لماذا تزيد نسبة الأملاح في مياه البحر الميت عن معدلها في البحار الأخرى ؟
توجد الأملاح في مياه البحار على شكل أملاح كلوريدات وبروميدات الصوديوم والبوتاسيوم والمغنيسيوم والكالسيوم وغيرها.
طرق الحصول على المواد الصلبة من مياه البحار
1. التبخير الكامل للماء. وتمتاز هذه الطريقة بما يلي :
ـ تعطي كامل الأملاح من المياه . ـ يمكن تكثيف الماء بعد تبخيره للحصول على ماء صالح للشرب .
إلا أن لهذه الطريقة سلبيات منها :
ـ كلفتها عاليه لاحتياجها إلى كمية كبيرة من الحرارة. ـ الناتج يكون خليطاً من عدد كبير من الأملاح.
2. التبلور
وهي طريقة يتم من خلالها فصل الأملاح عن طريق ترسب الأملاح الزائدة عن الإشباع عند تبخير مياه البحار بوساطة أشعة الشمس.
وتعتمد سرعة تبلور الملح على عاملين هما:
أ. ذائبية الملح : كلما قلت ذائبية الملح زادت سرعة تبلوره.
ب. تركيز الملح : كلما زاد تركيز الملح زادت سرعة تبلوره.
3. الترسيب
وتتم بتحويل العنصر المراد الحصول عليه ذي الذائبية العالية إلى ملح آخر قليل الذائبية فيترسب ويفصل من المحلول بالترشيح.
مثال :
ذائبية كلوريد المغنيسيوم MgCl2 أعلى بكثير من ذائبية هيدروكسيد المغنيسيوم Mg(OH)2 لذا تضاف قاعدة كهيدروكسيد الكالسيوم Ca(OH)2 إلى محلول كلوريد المغنيسيوم فيترسب هيدروكسيد المغنيسيوم الأقل ذائبية.
عزيزي الزائر، اكتب لنا تعليقك على الموضوع..