7.2: Filtration

Es gibt einige sehr grundlegende Reinigungsmethoden, die routinemäßig im Labor angewendet werden und die bei anderen Methoden tatsächlich wichtige Schritte sind. Die Filtration ist eine davon.

Angenommen, Sie haben eine Mischung, die sowohl einen Feststoff als auch eine Flüssigkeit enthält. Es gibt verschiedene Möglichkeiten, wie Sie sich voneinander trennen können. Dekantieren ist eine Möglichkeit. Beim Dekantieren sitzt die Flüssigkeit gut auf dem Feststoff, sodass Sie die Flüssigkeit einfach abschütten und den Feststoff zurücklassen können. In der Regel bleibt jedoch ein Teil der Flüssigkeit im Feststoff zurück, sodass Sie sie nicht vollständig abgetrennt haben.

Die Filtration ist eine gründlichere Methode, um einen Feststoff von einer Flüssigkeit zu trennen. Das bekannteste Beispiel könnte sein Eine Kaffeemaschine. Eine Kaffeemaschine filtert Kaffee aus den gemahlenen Kaffeebohnen. Der Kaffee fällt durch ein Filterpapier, das durch die Schwerkraft angetrieben wird, und der Kaffeesatz verbleibt auf dem Filterpapier.

Die Filtration beruht auf a poröses Material. In einem porösen Material gibt es Poren oder Öffnungen im Material, durch die kleine Moleküle hindurchtreten können. Sie können sich die Poren als Tunnel vorstellen. Kleine Moleküle wie Wasser und die organischen Moleküle, die für die Eigenschaften von Kaffee verantwortlich sind. kann sich leicht durch die Poren im Filterpapier bewegen. Andere Materialien wie Kaffeesatz können dies nicht.

In der Im Labor kann die Filtration genauso erfolgen wie im Kaffeefilter. Ein Filterpapier wird in einen Trichter gegeben und die Mischung wird hineingegossen, und die Flüssigkeit tropft unter der Schwerkraft heraus. Die Flüssigkeit, die durch das Filterpapier tropft, wird als „Filtrat“ bezeichnet.

Normalerweise ist der Trichter ein einfacher Glaskegel mit einem Loch im Boden, meistens mit einem Glasrohr oder Stiel, der von der Hoffnung nach führt Helfen Sie dabei, die Flüssigkeit zum darunter liegenden Gefäß zu führen. Manchmal hat der Trichter einen flachen Boden mit Löchern im Boden oder sogar ein scheinbar festes, aber poröses Material. Dieser letzte Typ wird als Frittentrichter bezeichnet. Die Fritte im Frittentrichter ist wie Filterpapier aus porösem Material, kann jedoch aus Glas oder Kunststoff bestehen.

Einer der Vorteile eines Frittentrichters besteht darin, dass es einfach ist, ein Vakuum zu verwenden Beschleunigen Sie die Filtration. Durch Verringern des Drucks auf der Unterseite der Fritte hilft der atmosphärische Druck über der Fritte, die Lösung schneller durch die Fritte zu drücken.

Das Problem ist, dass Fritten leicht verstopfen können. Angenommen, in der Lösung sind Partikel suspendiert, die gerade klein genug sind, um in die Poren zu gelangen, aber nicht klein genug, um sich vollständig durch die Poren zu bewegen. Sie bleiben stecken. Jetzt haben wir ein Problem.

Abbildung \ (\ PageIndex {2} \): Ein Cartoon, der zeigt, wie Eine Fritte kann während der Filtration verstopfen.

Der häufigste Weg, um dieses Problem zu vermeiden, besteht darin, einfach ein Stück Filterpapier über die Fritte zu legen. Das Papier kann verhindern, dass diese Partikel überhaupt an die Fritte gelangen. Das Filterpapier kann auf die gleiche Weise verstopfen, aber Sie können es einfach wegwerfen. Einweg-Filterpapier mag wie Abfall erscheinen, ist jedoch ein viel kleinerer Abfall als ein Einweg-Frittentrichter.

Für wirklich klebrige Situationen gehören Celite, ein Pulver aus Kieselgur, zu den anderen Filterhilfsmitteln. Eine Schicht Celite wird einfach auf das Filterpapier gelegt. Wie das Filterpapier ist das Celite wegwerfbar, schützt jedoch die Fritte und ermöglicht einen reibungsloseren Ablauf der Filtration.

Beachten Sie, dass die Filtration möglicherweise die Isolierung der festen oder der flüssigen Phase ermöglicht. Im ersteren Fall würden wir einfach den Feststoff sammeln, der auf dem Filterpapier gehalten wurde (wir würden kein Filtermittel wie Celite verwenden, das den Feststoff verunreinigen würde. Der Feststoff wird normalerweise trocknen gelassen, bevor er gewogen und charakterisiert wird.

Wenn wir an der Flüssigkeit interessiert sind, haben wir möglicherweise mehr Arbeit zu erledigen. Vielleicht ist die Flüssigkeit rein. In diesem Fall sind wir fertig. Wenn es sich um eine Lösung handelt, möchten wir das Lösungsmittel möglicherweise verdampfen dass wir den gewünschten gelösten Stoff isolieren könnten.

Abbildung \ (\ PageIndex {3} \): Ein Cartoon, der zeigt Filtration einer Lösung.