7.2: Suodatus

On olemassa pari hyvin yksinkertaista puhdistusmenetelmää, joita käytetään rutiininomaisesti laboratoriossa ja jotka ovat itse asiassa keskeisiä vaiheita muissa menetelmissä. Suodatus on yksi niistä.

Oletetaan, että sinulla on seos, joka sisältää sekä kiinteää ainetta että nestettä. Voit erottaa toisen toisistaan muutamalla tavalla. Dekantointi on yksi tapa. Dekantoinnissa neste istuu hienosti kiinteän aineen päällä, joten voit vain kaataa nesteen pois ja jättää kiinteän aineen taakse. Kuitenkin yleensä tämä jättää osan nesteestä kiinteään aineeseen, joten et ole täysin erottanut niitä.

Suodatus on perusteellisempi tapa erottaa kiinteä aine nesteestä. Tunnetuin esimerkki voi olla kahvinkeitin. Kahvinkeitin suodattaa kahvin jauhetuista kahvipavuista. Kahvi putoaa painovoiman avulla toimivan suodatinpaperin läpi ja kahvipaksu jää suodatinpaperin päälle.

Suodatus perustuu huokoinen materiaali. Huokoisessa materiaalissa on huokosia tai aukkoja, jotka sallivat pienten molekyylien kulkemisen läpi. Voit ajatella huokosia tunneleina. Pienet molekyylit, kuten vesi ja orgaaniset molekyylit, jotka vastaavat kahvin ominaisuuksista, voi helposti liikkua suodatinpaperin huokosten läpi. Muut materiaalit, kuten kahvijauheet, eivät voi.

laboratoriossa suodatus voidaan tehdä aivan kuten kahvisuodattimessa. Suodatinpaperi asetetaan suppiloon ja seos kaadetaan sisään, ja neste tippuu painovoiman vaikutuksesta. Suodatinpaperin läpi tippuvaa nestettä kutsutaan ”suodokseksi”.

Suppilo on yleensä yksinkertainen lasikartio, jonka pohjassa on reikä, useimmiten lasiputki tai varsi, joka johtaa toivosta auttaa ohjaamaan nestettä alla olevaan astiaan. Joskus suppilossa voi olla tasainen pohja, jossa on reikiä, tai jopa näennäisesti kiinteä, mutta huokoinen materiaali. Tätä viimeksi mainittua tyyppiä kutsutaan supistetuksi suppiloksi. Frittisuppilon fritti on huokoista materiaalia, kuten suodatinpaperi, mutta se voi olla lasia tai muovia.

Yksi frittisuppilon eduista on, että alipainetta on helppo käyttää nopeuttaa suodatusta. Alentamalla painetta fritin pohjalle, fritin yläpuolella oleva ilmanpaine auttaa työntämään liuoksen fritin läpi nopeammin.

Ongelmana on, että fritit voivat helposti tukkeutua. Oletetaan, että liuokseen on suspendoitunut hiukkasia, jotka ovat vain tarpeeksi pieniä päästä huokosiin, mutta eivät riittävän pieniä liikkumaan läpi. Ne juuttuvat. Nyt meillä on ongelma.

Kuva \ (\ PageIndex {2} \): Sarjakuva, joka näyttää kuinka fritti voi tukkeutua suodatuksen aikana.

Yleisin tapa estää tämä ongelma on laittaa vain pala suodatinpaperia fritin päälle. Paperi voi estää hiukkasia pääsemästä frittiin. Suodatinpaperi voi tukkeutua samalla tavalla, mutta voit vain heittää sen ulos. Kertakäyttöinen suodatinpaperi saattaa tuntua jätteeltä, mutta se on paljon pienempää jätettä kuin kertakäyttösuppilo.

Todella tahmeissa tilanteissa muita suodatinapuaineita ovat piimaasta valmistettu jauhe celite. Celite-kerros on yksinkertaisesti asetettu suodatinpaperin päälle. Kuten suodatinpaperi, celite on kertakäyttöinen, mutta se suojaa frittiä ja antaa suodatuksen sujuvammin.

Huomaa, että suodatus saattaa sallia joko kiinteän faasin tai nestefaasin eristämisen. Edellisessä tapauksessa keräämme yksinkertaisesti kiinteän aineen, joka pidettiin suodatinpaperilla (emme käytä selliittia, kuten celite, joka saastuttaisi kiinteän aineen. Kiinteän aineen annetaan yleensä kuivua, ennen kuin se punnitaan ja karakterisoidaan.

Jos olemme kiinnostuneita nesteestä, meillä saattaa olla enemmän töitä. Ehkä neste on puhdas, jolloin olemme valmiita. Jos se on ratkaisu, saatamme haluta haihduttaa liuotin niin että voimme eristää haluamamme liuenneen aineen.

Kuva \ (\ PageIndex {3} \): Piirros, joka näyttää liuoksen suodatus.