7.2: Filtración

Hay un par de métodos de purificación muy básicos que se utilizan de forma rutinaria en el laboratorio y que en realidad son pasos clave en otros métodos. La filtración es uno de ellos.

Suponga que tiene una mezcla que contiene un sólido y un líquido. Hay un par de formas de separar una de la otra. Decantar es una forma. Al decantar, el líquido se asienta bien sobre el sólido, por lo que puede simplemente verter el líquido y dejar el sólido. Sin embargo, generalmente eso deja parte del líquido en el sólido, por lo que no los ha separado completamente.

La filtración es una forma más completa de separar un sólido de un líquido. El ejemplo más familiar podría ser una cafetera. Una cafetera filtra el café de los granos de café molidos. El café cae a través de un papel de filtro, accionado por gravedad, y los posos de café permanecen encima del papel de filtro.

La filtración se basa en un material poroso. En un material poroso, hay poros o aberturas en el material que permitirán el paso de pequeñas moléculas. Puede pensar en los poros como túneles. Moléculas pequeñas, como el agua y las moléculas orgánicas responsables de las propiedades del café, puede moverse fácilmente a través de los poros del papel de filtro. Otros materiales, como los posos de café, no pueden.

En el laboratorio, la filtración se puede hacer como en el filtro de café. Se coloca un papel de filtro en un embudo y se vierte la mezcla, y el líquido gotea por gravedad. El líquido que gotea a través del papel de filtro se llama «filtrado».

Por lo general, el embudo es un cono de vidrio simple con un agujero en la parte inferior, generalmente con un tubo de vidrio o un vástago que va desde la esperanza a ayudar a guiar el líquido al recipiente de abajo. A veces, el embudo puede tener un fondo plano con agujeros en el fondo, o incluso un material aparentemente sólido pero poroso. Este último tipo se llama embudo fritado. La frita en el embudo fritado es un material poroso, como el papel de filtro, pero puede estar hecho de vidrio o plástico.

Una de las ventajas de un embudo fritado es que es fácil de usar una aspiradora para acelerar la filtración. Al reducir la presión en el lado inferior de la frita, la presión atmosférica sobre la frita ayuda a empujar la solución a través de la frita más rápidamente.

El problema es que las fritas pueden obstruirse fácilmente. Suponga que hay partículas suspendidas en la solución que son lo suficientemente pequeñas para entrar en los poros, pero no lo suficientemente pequeñas para moverse a través de ellos. Se quedan atascados. Ahora tenemos un problema.

Figura \ (\ PageIndex {2} \): una caricatura que muestra cómo una frita puede obstruirse durante la filtración.

La forma más común de prevenir este problema es simplemente colocar un trozo de papel de filtro sobre la frita. El papel puede evitar que esas partículas lleguen a la frita en primer lugar. El papel de filtro puede obstruirse de la misma manera, pero puede tirarlo. El papel de filtro desechable puede parecer un desperdicio, pero es un desperdicio mucho más pequeño que un embudo fritado desechable.

Para situaciones realmente pegajosas, otras ayudas de filtro incluyen celite, un polvo hecho de tierra de diatomeas. Una capa de celite se coloca simplemente encima del papel de filtro. Al igual que el papel de filtro, la celita es desechable, pero protege la frita y permite que la filtración se desarrolle con mayor suavidad.

Tenga en cuenta que la filtración puede permitir el aislamiento de la fase sólida o la fase líquida. En el primer caso, simplemente recolectaríamos el sólido que se mantuvo en el papel de filtro (no usaríamos un agente de filtro como celite, que contaminaría el sólido. El sólido generalmente se deja secar antes de pesarlo y caracterizarlo.

Si estamos interesados en el líquido, es posible que tengamos más trabajo por hacer. Quizás el líquido sea puro, en cuyo caso hemos terminado. Si es una solución, es posible que deseemos evaporar el solvente para que podríamos aislar el soluto que queremos.

Figura \ (\ PageIndex {3} \): una caricatura que muestra filtración de una solución.