Вакуумная фильтрация: эффективное разделение твердых веществ от жидкостей

Вакуумная фильтрация — это метод разделения, используемый для удаления твердого вещества из жидкости. Обычно твердое вещество растворено в растворе. Раствор может быть ненасыщенным, насыщенным или перенасыщенным — разница заключается в концентрации твердого вещества в жидкости. Фильтр используется для разделения твердого вещества от жидкости, а вакуумный насос используется для закачивания жидкости через фильтр.

Сбор рекристаллизованных твердых веществ

В большинстве случаев вакуумная фильтрация используется для сбора рекристаллизованных твердых веществ. Это частицы, которые были растворены в воде или каком-то другом растворителе, а затем были восстановлены, или рекристаллизованы, путем нагревания. Жидкость испаряется в процессе.

После того как большая часть жидкости испарилась, содержимое стакана или колбы выкладывают на фильтровальную бумагу, помещенную в воронку Бюхнера. Воронка прикреплена к фильтровальной колбе, у которой есть боковое отверстие, через которое воздух будет откачан с помощью резиновой трубки, подключенной к вакууму.

Процедура фильтрации

Резиновая трубка подключается к источнику вакуума первой и проверяется. Если есть всасывание на другом конце трубки, она затем подключается к боковому отверстию фильтровальной колбы. После фиксации верхушка фильтровальной колбы должна иметь всасывание.

По мере налива пробы на фильтровальную бумагу, вакуум затягивает растворитель через бумагу и оседает его в фильтровой колбе. Вакуум удалит как можно больше растворителя из твердых кристаллов. Оставшееся твердое вещество на фильтровой бумаге затем собирают и взвешивают.

Разделение растворов разной концентрации

Вакуумная фильтрация также используется для разделения твердых веществ от жидких растворов. Ненасыщенные растворы — это растворы, которые могут растворить больше твердых веществ. Они обычно прозрачны и не имеют взвешенных частиц. Насыщенные растворы не могут растворить дополнительные твердые вещества, но также обычно прозрачны. Перенасыщенные растворы обычно не прозрачны и имеют взвешенные или оседающие частицы.

Растворы с взвешенными частицами могут быть разделены через вакуумную фильтрацию. Растворы, в которых твердое вещество растворено, такие как ненасыщенные растворы, обычно требуют какой-то формы химической обработки или нагревания перед тем, как вакуумная фильтрация может быть эффективной. Обычно насыщенные растворы не могут быть разделены вакуумной фильтрацией, но несколько частиц могут быть собраны, если фильтровальная бумага имеет адекватный размер пор.

Влияние размера пор фильтра

Количество твердого вещества, собранного через вакуумную фильтрацию, обычно зависит от размера пор фильтровой бумаги. Меньший размер пор даст больше материала, в то время как больший размер пор даст меньше материала. Обычно размер пор фильтровой бумаги меньше микрометра в диаметре.