7.2: Filtration (Français)

Il existe quelques méthodes de purification très basiques qui sont couramment utilisées en laboratoire, et qui sont en fait des étapes clés dans d’autres méthodes. La filtration en fait partie.

Supposons que vous ayez un mélange contenant à la fois un solide et un liquide. Vous pouvez séparer l’un de l’autre de plusieurs manières. La décantation est un moyen. Lors de la décantation, le liquide repose bien sur le solide, vous pouvez donc simplement vider le liquide et laisser le solide derrière. Cependant, généralement, cela laisse une partie du liquide dans le solide, donc vous ne les avez pas complètement séparés.

La filtration est un moyen plus complet de séparer un solide d’un liquide. L’exemple le plus familier pourrait être une cafetière. Une cafetière filtre le café des grains de café moulus. Le café tombe à travers un papier filtre, alimenté par gravité, et le marc de café reste sur le papier filtre.

La filtration repose sur un matériau poreux. Dans un matériau poreux, il y a des pores ou des ouvertures dans le matériau qui permettront le passage de petites molécules. Vous pouvez considérer les pores comme des tunnels. Les petites molécules, comme l’eau et les molécules organiques responsables des propriétés du café, peut facilement se déplacer à travers les pores du papier filtre. D’autres matériaux, comme le marc de café, ne le peuvent pas.

Dans le laboratoire, la filtration peut être effectuée comme dans le filtre à café. Un papier filtre est placé dans un entonnoir et le mélange est versé, et le liquide s’égoutte par gravité. Le liquide qui coule à travers le papier filtre est appelé le « filtrat ».

Habituellement, l’entonnoir est un simple cône en verre avec un trou dans le fond, le plus souvent avec un tube de verre ou une tige menant de l’espoir à aider à guider le liquide vers le récipient ci-dessous. Parfois, l’entonnoir peut avoir un fond plat avec des trous dans le fond, ou même un matériau apparemment solide, mais poreux. Ce dernier type est appelé un entonnoir fritté. La fritte dans l’entonnoir fritté est un matériau poreux, tout comme le papier filtre, mais elle peut être en verre ou en plastique.

L’un des avantages d’un entonnoir fritté est qu’il est facile d’utiliser un aspirateur pour accélérer la filtration. En réduisant la pression sur la face inférieure de la fritte, la pression atmosphérique au-dessus de la fritte aide à pousser la solution à travers la fritte plus rapidement.

Le problème est que les frittes peuvent facilement se boucher. Supposons qu’il y ait des particules en suspension dans la solution qui sont juste assez petites pour pénétrer dans les pores, mais pas assez petites pour se déplacer complètement. Ils restent coincés. Nous avons maintenant un problème.

Figure \ (\ PageIndex {2} \): Un dessin animé montrant comment une fritte peut se boucher pendant la filtration.

La façon la plus courante d’éviter ce problème est de simplement mettre un morceau de papier filtre sur la fritte. Le papier peut empêcher ces particules d’atteindre la fritte en premier lieu. Le papier filtre peut se boucher de la même manière, mais vous pouvez simplement le jeter. Le papier filtre jetable peut sembler être un déchet, mais il s’agit d’un déchet beaucoup plus petit qu’un entonnoir fritté jetable.

Pour les situations vraiment collantes, d’autres auxiliaires de filtration incluent la célite, une poudre à base de terre de diatomées. Une couche de célite est simplement placée sur le papier filtre. Comme le papier filtre, la célite est jetable, mais elle protège la fritte et permet à la filtration de se dérouler plus facilement.

Notez que la filtration peut permettre l’isolement de la phase solide ou de la phase liquide. Dans le premier cas, nous recueillerions simplement le solide contenu sur le papier filtre (nous n’utiliserions pas un agent filtrant comme la célite, qui contaminerait le solide. Le solide est généralement autorisé à sécher avant d’être pesé et caractérisé.

Si nous sommes intéressés par le liquide, nous pourrions avoir plus de travail à faire. Peut-être que le liquide est pur, auquel cas nous avons terminé. Si c’est une solution, nous pouvons souhaiter évaporer le solvant afin que nous pourrions isoler le soluté que nous voulons.

Figure \ (\ PageIndex {3} \): Un dessin animé montrant filtration d’une solution.