7.2: Filtrering (Svenska)

Det finns ett par mycket grundläggande reningsmetoder som används rutinmässigt i laboratoriet, och det är faktiskt viktiga steg i andra metoder. Filtrering är en av dem.

Antag att du har en blandning som innehåller både ett fast ämne och en vätska. Det finns ett par sätt att skilja mellan varandra. Dekantering är ett sätt. Vid dekantering sitter vätskan snyggt ovanpå det fasta ämnet, så du kan bara hälla av vätskan och lämna fastämnet bakom. Vanligtvis lämnar dock en del av vätskan i det fasta ämnet, så du har inte helt separerat dem.

Filtrering är ett mer grundligt sätt att separera ett fast ämne från en vätska. Det mest kända exemplet kan vara en kaffebryggare. En kaffebryggare filtrerar kaffe från de malna kaffebönorna. Kaffet faller genom ett filterpapper, som drivs av gravitationen, och kaffesumpen förblir ovanpå filterpapperet.

Filtrering bygger på en poröst material. I ett poröst material finns det porer eller öppningar i materialet som låter små molekyler passera igenom. Du kan tänka på porerna som tunnlar. Små molekyler, såsom vatten och de organiska molekylerna som är ansvariga för kaffets egenskaper, kan enkelt röra sig genom porerna i filterpapperet. Andra material, som kaffesump, kan inte.

I laboratorium kan filtrering göras precis som i kaffefiltret. Ett filterpapper placeras i en tratt och blandningen hälls i och vätskan droppar ut under tyngdkraften. Vätskan som droppar genom filterpapperet kallas ”filtrat”.

Vanligtvis är tratten en enkel glaskotte med ett hål i botten, oftast med ett glasrör eller en stam som leder från hoppet till hjälp vätskan till kärlet nedan. Ibland kan tratten ha en plan botten med hål i botten eller till och med ett till synes fast men poröst material. Denna sista typ kallas en fritt tratt. Fritten i den fritt tratten är poröst material, precis som filterpapper, men det kan vara tillverkat av glas eller plast.

En av fördelarna med en fritt tratt är att det är enkelt att använda ett vakuum för att påskynda filtreringen. Genom att minska trycket på fritens undersida hjälper atmosfärstrycket ovanför fritan att driva lösningen snabbare genom friten.

Problemet är att frits lätt kan täppas till. Anta att det finns partiklar i suspensionen som är tillräckligt små för att komma in i porerna, men inte tillräckligt små för att röra sig hela vägen igenom. De fastnar. Nu har vi ett problem.

Figur \ (\ PageIndex {2} \): En tecknad film som visar hur en frit kan bli igensatt under filtreringen.

Det vanligaste sättet att förhindra detta problem är att bara lägga en bit filterpapper över fritten. Papperet kan förhindra att dessa partiklar kommer till fritten i första hand. Filterpapperet kan bli igensatt på samma sätt, men du kan bara kasta ut det. Engångsfilterpapper kan verka som slöseri, men det är ett mycket mindre avfall än en engångstratt. Tratt.

För riktigt klibbiga situationer inkluderar andra filterhjälpmedel celite, ett pulver tillverkat av kiselgur. Ett lager av celite är enkelt placerat ovanpå filterpapperet. Precis som filterpappret är celiten engångsbruk, men det skyddar friten och låter filtreringen fortgå smidigare.

Observera att filtrering kan möjliggöra isolering av antingen den fasta fasen eller den flytande fasen. I det tidigare fallet skulle vi helt enkelt samla det fasta ämnet som hölls på filterpapperet (vi skulle inte använda ett filtermedel som celite, vilket skulle förorena det fasta ämnet. Det fasta ämnet får vanligtvis torka innan det vägs och karakteriseras.

Om vi är intresserade av vätskan kan vi ha mer arbete att göra. Kanske är vätskan ren, i vilket fall vi är färdiga. Om det är en lösning kanske vi vill avdunsta lösningsmedlet så att vi kunde isolera det lösta ämnet vi vill ha.

Figur \ (\ PageIndex {3} \): En tecknad film som visar filtrering av en lösning.