7.2: Filtração

Existem alguns métodos de purificação muito básicos que são usados rotineiramente no laboratório e que são na verdade etapas essenciais em outros métodos. Filtração é um deles.

Suponha que você tenha uma mistura que contém um sólido e um líquido. Existem algumas maneiras de separar um do outro. A decantação é uma maneira. Na decantação, o líquido fica bem sobre o sólido, então você pode simplesmente derramar o líquido e deixar o sólido para trás. No entanto, geralmente isso deixa um pouco do líquido no sólido, então você não os separou completamente.

A filtração é uma maneira mais completa de separar um sólido de um líquido. O exemplo mais familiar pode ser uma cafeteira. Uma cafeteira filtra o café dos grãos de café moídos. O café passa por um papel de filtro, movido pela gravidade, e os grãos de café permanecem em cima do papel de filtro.

A filtragem depende de um material poroso. Em um material poroso, há poros ou aberturas no material que permitem a passagem de pequenas moléculas. Você pode pensar nos poros como túneis. Pequenas moléculas, como água e as moléculas orgânicas responsáveis pelas propriedades do café, pode mover-se facilmente pelos poros do papel de filtro. Outros materiais, como pó de café, não podem.

No laboratório, a filtração pode ser feita da mesma forma que no filtro de café. Um papel de filtro é colocado em um funil e a mistura é despejada, e o líquido escorre pela gravidade. O líquido que escorre pelo papel de filtro é chamado de “filtrado”.

Normalmente, o funil é um cone de vidro simples com um orifício no fundo, na maioria das vezes com um tubo de vidro ou haste que sai da esperança para ajudar a orientar o líquido para o recipiente abaixo. Às vezes, o funil pode ter um fundo plano com orifícios no fundo, ou mesmo um material aparentemente sólido, mas poroso. Este último tipo é chamado de funil com frita. A frita no funil com frita é um material poroso, assim como o papel de filtro, mas pode ser feito de vidro ou plástico.

Uma das vantagens de um funil com frita é que é fácil usar um aspirador para acelerar a filtragem. Ao reduzir a pressão no lado inferior da frita, a pressão atmosférica acima da frita ajuda a empurrar a solução através da frita mais rapidamente.

O problema é que as fritas podem facilmente entupir. Suponha que existam partículas suspensas na solução que sejam pequenas o suficiente para entrar nos poros, mas não pequenas o suficiente para se moverem completamente. Eles ficam presos. Agora temos um problema.

Figura \ (\ PageIndex {2} \): um desenho mostrando como uma frita pode ficar obstruída durante a filtração.

A maneira mais comum de evitar esse problema é simplesmente colocar um pedaço de papel de filtro sobre a frita. O papel pode impedir que essas partículas cheguem à frita em primeiro lugar. O papel de filtro pode ficar entupido da mesma forma, mas você pode simplesmente jogá-lo fora. O papel de filtro descartável pode parecer um lixo, mas é um lixo muito menor do que um funil de frita descartável.

Para situações realmente pegajosas, outros auxiliares de filtro incluem celite, um pó feito de terra diatomácea. Uma camada de celite é simplesmente colocada em cima do papel de filtro. Assim como o papel de filtro, a celite é descartável, mas protege a frita e permite que a filtração seja mais suave.

Observe que a filtração pode permitir o isolamento da fase sólida ou da fase líquida. No primeiro caso, simplesmente coletaríamos o sólido que foi retido no papel de filtro (não usaríamos um agente de filtro como a celite, que contaminaria o sólido. Geralmente, o sólido pode secar antes de ser pesado e caracterizado.

Se estamos interessados no líquido, podemos ter mais trabalho a fazer. Talvez o líquido seja puro, caso em que estamos acabados. Se for uma solução, podemos querer evaporar o solvente para que podemos isolar o soluto que queremos.

Figura \ (\ PageIndex {3} \): um desenho animado mostrando filtração de uma solução.