قمع الفصل

قمع الفصل ، المعروف أيضًا باسم قمع الفصل أو قمع الفصل ، هو أداة زجاجية مخبرية تُستخدم في عمليات الاستخلاص السائل-السائل لفصل مكونات الخليط إلى طورين مذيبين غير قابلين للامتزاج ذوي كثافات مختلفة . ^{[ 1 ]} عادةً، يكون أحد الطورين مائيًا، والآخر مذيبًا عضويًا محبًا للدهون مثل الإيثر ، أو ميثيل ثالثي بوتيل الإيثر ، أو ثنائي كلورو الميثان ، أو الكلوروفورم ، أو أسيتات الإيثيل . تشكل جميع هذه المذيبات حدًا فاصلًا واضحًا بين السائلين. ^{[ 2 ]} يغوص السائل الأكثر كثافة، وهو عادةً الطور المائي ما لم يكن الطور العضوي مُهَلْجَنًا ، إلى قاع القمع ويمكن تصريفه عبر صمام بعيدًا عن السائل الأقل كثافة، الذي يبقى في قمع الفصل. ^{[ 3 ]}

يأخذ قمع الفصل شكل مخروط ذي طرف نصف كروي. يحتوي على سدادة في الأعلى وصمام في الأسفل. تُصنع أقماع الفصل المستخدمة في المختبرات عادةً من زجاج البوروسيليكات ، بينما تُصنع صنابيرها من الزجاج أو مادة PTFE . تتراوح أحجامها النموذجية بين 30  مل و3 لترات. في الكيمياء الصناعية، قد تكون أكبر بكثير، وتُستخدم أجهزة الطرد المركزي  للأحجام الأكبر . صُممت الجوانب المائلة لتسهيل تحديد الطبقات. صُمم المخرج الذي يُتحكم فيه بالصنبور لتصريف السائل من القمع. يوجد في أعلى القمع وصلة مخروطية قياسية تتناسب مع سدادة من الزجاج المصقول أو التفلون. ^{[ 4 ]}

لاستخدام قمع الفصل، تُضاف المادتان المراد فصلهما والمحلول المراد فصلهما من خلال الفتحة العلوية مع إغلاق الصنبور السفلي. ثم يُغلق القمع ويُرج برفق بقلبه عدة مرات؛ فإذا مُزج المحلولان بقوة شديدة، ستتكون طبقة ثالثة (مستحلب ) . بعد ذلك، يُقلب القمع ويُفتح الصنبور بحذر لتفريغ ضغط البخار الزائد . يُترك قمع الفصل جانبًا للسماح بفصل المادتين تمامًا. ثم يُفتح الصنبوران العلوي والسفلي، وتُطلق الطبقة السفلية بفعل الجاذبية . يجب فتح الصنبور العلوي أثناء إطلاق الطبقة السفلية للسماح بمعادلة الضغط بين داخل القمع والضغط الجوي. عند إزالة الطبقة السفلية، يُغلق الصنبور وتُسكب الطبقة العلوية من خلال الفتحة العلوية في وعاء آخر.

تعتمد قمع الفصل على مبدأ "المتشابهات تذيب بعضها"، الذي يصف قدرة المذيبات القطبية على إذابة المواد المذابة القطبية، وقدرة المذيبات غير القطبية على إذابة المواد المذابة غير القطبية. عند تحريك قمع الفصل، ينتقل كل مذاب إلى المذيب (أو ما يُسمى "الطور") الذي يكون فيه أكثر قابلية للذوبان.

لا تُشكّل المذيبات عادةً محلولًا متجانسًا معًا لأنها غير قابلة للامتزاج. عند تثبيت القمع بعد التحريك، تتشكل طبقات فيزيائية متميزة من السوائل، حيث تبقى السوائل الأقل كثافة فوق السوائل الأكثر كثافة. وهكذا، ينفصل خليط المواد المذابة إلى محلولين منفصلين فيزيائيًا، كل منهما غني بمواد مذابة مختلفة.

يمكن فتح الصنبور بعد انفصال الطورين للسماح للطبقة السفلية بالخروج من قمع الفصل. يمكن الاحتفاظ بالطبقة العلوية في قمع الفصل لإجراء عمليات استخلاص إضافية باستخدام دفعات أخرى من المذيب، أو تصريفها في وعاء منفصل لاستخدامات أخرى. إذا رغبنا في الاحتفاظ بالطبقة السفلية في قمع الفصل لإجراء عمليات استخلاص إضافية، تُخرج كلتا الطبقتين على حدة، ثم تُعاد الطبقة السفلية السابقة إلى قمع الفصل.

يمكن استخلاص كل محلول مستقل مرة أخرى باستخدام دفعات إضافية من المذيب، لاستخدامها في عمليات فيزيائية أو كيميائية أخرى. إذا كان الهدف هو فصل مادة قابلة للذوبان من خليط، فيمكن أحيانًا تبخير المحلول الذي يحتوي على المنتج المطلوب ببساطة للحصول على المادة المذابة النقية. لهذا السبب، يُعد استخدام المذيبات المتطايرة لاستخلاص المادة المطلوبة من الخليط مفيدًا عمليًا. ^{[ 5 ]}

من عيوب استخدام قمع الفصل سهولة تكوّن المستحلبات ، وطول مدة فصلها بعد تكوّنها. غالبًا ما تتكوّن هذه المستحلبات أثناء خلط السوائل في قمع الفصل، ويحدث ذلك عند تعليق قطرات صغيرة في محلول مائي. في حال تكوّن مستحلب، تُستخدم تقنية تدوير المحلول ببطء داخل قمع الفصل لفصل السوائل. إذا لم ينجح هذا الإجراء في فصل المستحلب، تُضاف كمية صغيرة من محلول ملحي مشبع (" الترسيب الملحي "). ^{[ 6 ]}

تُجرى الأبحاث على تقنيات بديلة وأكثر كفاءة، تستخدم في الغالب قضبان التحريك (قضبان التحريك) لتقليل أو حتى القضاء على فرصة الاستحلاب، وبالتالي تقليل وقت الانتظار. ^{[ 7 ]}

يُعدّ تراكم الضغط داخل قمع الفصل أكبر المخاطر عند استخدامه. يتراكم الضغط أثناء الخلط في حال حدوث تفاعل كيميائي ينتج عنه انبعاث غازات أو تغيرات فيزيائية. يمكن معالجة هذه المشكلة بسهولة عن طريق فتح السدادة الموجودة أعلى القمع بشكل دوري أثناء الخلط. أما الإجراء الأكثر شيوعًا فهو قلب قمع الفصل رأسًا على عقب وفتح صمام الإيقاف لتفريغ الضغط كلما دعت الحاجة، وهي خطوة تُعرف باسم "التنفيس". يجب توجيه طرف القمع بعيدًا عن الجسم أثناء التنفيس. ^{[ 8 ]}

• 
  1. المرحلة العليا
  2. المرحلة السفلية
• 
  توجد طبقة الأثير التي تحتوي على مركب أصفر مذاب في الأعلى، بينما توجد طبقة مائية في الأسفل.
• 
  استخلاص التفاح والموز والجزر والخس باستخدام الأسيتون والماء وثنائي كلورو الميثان . الطبقة السفلية هي الطبقة العضوية .

• الترويق هو عملية سكب الطبقة العلوية من السائل من طبقة سفلية من السائل أو المادة الصلبة
• جهاز طرد مركزي
• تتشابه قمع التقطير في الشكل والتصميم، ويمكن استخدامها كقمع فصل. وهي مزودة بوصلات زجاجية مصقولة مخروطية الشكل عند الساق.
• معامل التوزيع هو مقياس لتوزيع المادة المراد تحليلها بين الطورين في عملية الفصل.