Как изготавливается бумажный фильтр химия ответ

Как изготавливается бумажный фильтр химия ответ

Заставьте воду пройти через бумагу

Вы знаете, что бумага является паутиной из растительных волокон, между которыми может накапливаться вода. Однако частицы некоторых химических соединений не способны попасть в эти ячейки просто потому, что они слишком велики. Это элементарное соображение чрезвычайно важно для нас. Это свойство позволяет отфильтровывать растворы.

Чтобы выяснить, как это происходит, представим, что мы случайно смешали немного соли и мелкого гравия. Как же нам отделить соль от камней? Согласитесь, самым простым способом было бы просеять смесь через кусочек оконной сетки. Через мелкие отверстия смогут пройти только маленькие частички соли, а камешки останутся на сетке. Если взять сетку с меньшими отверстиями, можно отделить еще более мелкие частички. А лист бумаги может быть использован просто как… сетка с очень-очень мелкими ячейками. По этой причине исследователи часто и во многих экспериментах используют бумажный фильтр. Вы можете попробовать то же самое.

Делаем бумажный фильтр

Поместите воронку в стакан. Сложите бумажный квадрат пополам и затем еще раз пополам. Раскройте его с одной стороны так, чтобы получился кулек. Поместите его в воронку. Вы заметите, что, если теперь налить в воронку воды, она задержится бумагой и начнет медленно просачиваться через нее, капая в стакан.

Как изготавливается бумажный фильтр химия ответ. image040. Как изготавливается бумажный фильтр химия ответ фото. Как изготавливается бумажный фильтр химия ответ-image040. картинка Как изготавливается бумажный фильтр химия ответ. картинка image040

Если вы видели когда-нибудь кусочек фильтровальной бумаги в химической лаборатории, то знаете, что она не похожа на вашу. Большинство бумажных фильтров круглые. Попробуйте вырезать круг из листа бумажного полотенца (для удобства можете обвести блюдце). Круглый листок складывается таким же образом: пополам и еще раз пополам. Вы обнаружите, что круглый фильтр намного удобнее, чем квадратный, но для последующих испытаний вы можете использовать фильтры любой формы.

Эксперимент с бумажным фильтром

Посыпьте воду перцем, пока ее поверхность не покроется им почти полностью. Перемешайте воду так, чтобы перчинки оказались рассеяны по всему объему. Затем аккуратно вылейте воду в ваш фильтр, так чтобы вся она попала в бумагу и не выплеснулась через край.

Когда вся вода просочится через бумагу в стакан, загляните в фильтр. Вы обнаружите, что большая часть перца осталась на бумажной «сетке» только потому, что он не может пройти через ее маленькие отверстия. Вы можете вынуть бумагу с перцем и выбросить.

Как изготавливается бумажный фильтр химия ответ. image042. Как изготавливается бумажный фильтр химия ответ фото. Как изготавливается бумажный фильтр химия ответ-image042. картинка Как изготавливается бумажный фильтр химия ответ. картинка image042

Вы удалили весь перец из воды? Скорее всего, нет! Убедитесь в этом, посмотрев сквозь воду на свет. Наверняка у нее будет коричневатый оттенок.

Почему ваше фильтрование не удалило весь перец? Естественно, потому, что некоторые частички оказались достаточно малы, чтобы проскользнуть через ячейки в бумаге. Можете ли вы предложить способ сделать фильтр еще качественнее?

Чтобы сделать фильтр, работающий более чисто, воспользуйтесь одним из трех различных методов. Вы можете испробовать каждый из них и выяснить, какой лучше всего работает в вашем случае.

Как изготавливается бумажный фильтр химия ответ. image044. Как изготавливается бумажный фильтр химия ответ фото. Как изготавливается бумажный фильтр химия ответ-image044. картинка Как изготавливается бумажный фильтр химия ответ. картинка image044

Метод 1: фильтрация

Отфильтруйте смесь из воды и перца, как и раньше, через фильтр из бумажного полотенца. Выбросьте бумагу и сделайте новый фильтр. Процедите уже отфильтрованный один раз раствор через новый фильтр, затем выбросьте и его. Если вы все еще можете заметить перец в воде, повторите процедуру. Сколько раз вы перефильтруете раствор до того, как окончательно «выловите» все перчинки? (Если вы, конечно, сможете от них избавиться.)

Метод 2: многослойное фильтрование.

Сделайте фильтр из бумажного полотенца и поместите его в воронку. Затем сделайте еще один и вставьте его в первый. Процедите воду с перцем через два фильтра сразу. Вы сомневаетесь, что второй фильтр поймает перчинки, пропущенные первым? Если раствор не очищается двойным фильтром, возможно, это сделает воронка с тремя, четырьмя и т. д. бумажными фильтрами.

Метод 3: тонкое фильтрование

Теперь вы понимаете, что наибольшая проблема при использовании бумажного полотенца – это слишком большие отверстия в такой бумаге. Возможно, бумага с меньшими отверстиями справится с задачей лучше. Например, У газетной бумаги отверстия между волокнами меньше – попробуйте использовать ее в качестве фильтра для отделения перчинок от воды. Фильтровальная бумага, используемая в химических лабораториях, имеет совсем крошечные отверстия. Это особенная бумага, которую делают специально для фильтрования.

Вы обнаружите, что чем меньше отверстия, тем дольше вода будет просачиваться через них. Фактически вы сможете более или менее точно определять, насколько малы отверстия, по тому времени, которое требуется воде, чтобы пройти через них. Возможно, вы найдете бумагу с еще меньшими отверстиями, чем у газетной или бумажного полотенца.

Можно использовать любой из этих методов при выделении веществ из смесей. Часто он комбинирует несколько методов. Например, использует несколько листов очень тонкой бумаги (многослойное тонкое фильтрование) и даже повторяет этот процесс несколько раз (ре-фильтрация), пока не получит удовлетворительный результат.

Не забывайте также, что в наших испытаниях мы пытались сделать чистой воду, с которой и начинали. Ученый же нередко преследует противоположную цель. Если бы мы случайно просыпали наш перец в воду и хотели получить его обратно, все эти методы пригодились бы нам снова. Если ученый собирается выделить из водного раствора нерастворимое соединение, он конечно же будет использовать бумажный фильтр, сохраняя вещество, удержанное бумагой, и выливая саму воду.

Источник

Фильтровальная бумага – что это?

Как изготавливается бумажный фильтр химия ответ. f2fa36821874088a5cca0ab9c71e3656. Как изготавливается бумажный фильтр химия ответ фото. Как изготавливается бумажный фильтр химия ответ-f2fa36821874088a5cca0ab9c71e3656. картинка Как изготавливается бумажный фильтр химия ответ. картинка f2fa36821874088a5cca0ab9c71e3656

Чтобы разделить две разных среды, жидкую и твердую, газовую и твердую нужен барьер, пропускающий основное вещество и задерживающее примеси. Процесс называется фильтрация. В качестве разделителя используют пористую пластину. Размеры перфорации обеспечивают истечение основного вещества с нужной скоростью. Барьером может быть любой тканый и нетканый материал, прессованное стекло или обожженная глина. Фильтром для разделения жидкости и осадка в качественном и количественном анализе выбрана фильтровальная бумага. Легкий пористый материал легко принимает форму воронки, извлекается для дальнейшей обработки.

Состав и виды лабораторных бумажных фильтров

Основой фильтров служит отбеленная целлюлоза с длинными волокнами. Чтобы сцепить их между собой, придать стойкость при намокании, технологи используют многокомпонентный состав из связующих добавок. От рецептуры состава, вакуума при формовании полотна зависит пористость, зольность и прочность изделия. Эти и дополнительные показатели обеспечивают нормы качества бумаги по ГОСТ 12026-76. Она маркируется индексом «Ф».

Виды фильтрующих бумаг

Любой из фильтровальных материалов на основе целлюлозы жадно впитывает воду. Ее используют не только в качественном и количественном анализе, но для изготовления индикаторных полосок для экпресс-анализов, как индикаторную для определения свинца и для построения кривых в хроматографии.

И все-таки большая часть фильтровальной бумаги используется как лабораторная, в количественном и качественном анализе. В качественном анализе зольность ее не важна, и она обычно 0,0003 г. Количественный анализ основан на прокаливании пробы, и зольность изделия маркируется 0,00007г. и меньше. О содержании золы написано на упаковке, содержащей 100 кружков. Если вы покупаете бумагу полотном, то кружок придется вырезать вручную.

От пористости бумаги зависит скорость фильтрования. Материал подбирается так, проскок задерживаемых частиц был минимальным. Круглые фильтры выпускаются разных диаметров и сигнальной лентой на упаковке:

Выбирая бумагу, следует обратить на ее размер. По технологии, компонент в сложенном виде должен находиться ниже края воронки на 0,5-1,0 см.

Другие разновидности лабораторных фильтров

В лабораторных исследованиях используют полупроницаемые фильтры «Мембрана Владипор», задерживающие микроорганизмы. Кружок состоит из нескольких слоев на основе волокон нитрата целлюлозы, с размером пор 0,45-0,65 мкм, которые не пропускают химические соединения. Расходник с пробой помещают в питательную среду, размножают колонию и анализируют.

Фильтры АФА используют для отбора пробы из газа, определяя концентрацию химических выбросов в отходящих газах. Изделие представляет пластину, которая кроме поверхностного улавливания способна к электростатическому притяжению.

Аэрозольные фильтры ФАС-650 и ФАСТ 2000 выполнены из стекловолокна, работают в диапазоне 40-1500 0 С, очищают воздух от токсинов, радиоактивных аэрозолей. Срок действия такого устройства – год.

Источник

Фильтровальная бумага: повышаем прочность и ищем замену

Именно из-за такой структуры бумажного полотна, бумагу можно использовать (и используют!) для отделения жидкостей от взвешенных в ней частиц. Чем плотнее бумага, тем более мелкие частицы она задержит.

Бумага, которая используется в настоящих лабораториях настоящими химиками, имеет совсем крошечные поры, размер которых, к тому же, тщательно контроллируются на этапе производства. Такая бумага называется фильтровальной и позволяет задерживать даже самые мелкие примеси (вплоть до 1 нм).

Проще говоря, если сквозь такую бумагу пропустить жидкость с различными нерастворимыми примесями, то все эти примеси останутся на бумаге, а жидкость станет чистой и прозрачной. Иногда целью является сама жидкость, а иногда интерес представляет именно осадок.Как изготавливается бумажный фильтр химия ответ. filtraciya rastvora w60. Как изготавливается бумажный фильтр химия ответ фото. Как изготавливается бумажный фильтр химия ответ-filtraciya rastvora w60. картинка Как изготавливается бумажный фильтр химия ответ. картинка filtraciya rastvora w60

При изготовлении фильтровальной бумаги, производитель старается придать ей определенные свойства:

Как изготавливается бумажный фильтр химия ответ. laboratornaya filtrovalnaya bumaga w60. Как изготавливается бумажный фильтр химия ответ фото. Как изготавливается бумажный фильтр химия ответ-laboratornaya filtrovalnaya bumaga w60. картинка Как изготавливается бумажный фильтр химия ответ. картинка laboratornaya filtrovalnaya bumaga w60Чаще всего фильтровальная бумага состоит из чистой клетчатки, хотя иногда в ее состав вводят синтетические волокна. В ней не должно быть темных или просвечивающих мест, примесей древесины, амилоидов, хлоридов, солей железа и т. п.

При производстве фильтр. бумаги используют тщательно подобранные полимерные связующие добавки, не вступающие в реакцию с большинством химических соединений. Для поддержания заданного и равномерного распределения пор используют специальные технологии.

Таблица 1. Характеристики фильтровальной бумаги

СортХарактеристикиПлотность, г/м 2Толщина, ммРазмер пор, мкмСкорость фильтрации, с/10 млТиповое применение
3 wсредняя скорость фильтрации, гладкая650,151015Защита, вентилирование
51быстрая скорость фильтрации, гладкая650,1412,013Анализ воды, красителей, спиртов
3m/Nсредняя скорость фильтрации, гладкая650,12430Вакуумная и напорная фильтрации, экстрактов и красителей высокой мутности, для использования в больших осветляющих фильтрах
4 bсредняя скорость фильтрации, гладкая750,158,022Быстрая фильтрация большого количества жидкости с крупнодисперсными осадками, эмульсий, спиртов, красителей, растворов
53средняя скорость фильтрации, тисненая700,157-1018Тесненная бумага, средняя скорость фильтрации, для общелабораторного применения.
49быстрая скорость фильтрации, тисненая780,1710-1511Тесненная фильтровальная бумага, идеально подходит для растворов солей и сахарного сока
1300средняя скорость фильтрации, гладкая900,197-1030Адсорбция, защита, фильтрация масел
1350средняя скорость фильтрации, тисненая900,257-1030Адсорбция, защита
62средняя скорость фильтрации, гладкая950,207,017Эфирные масла, эмульсии, эссенции, красители
94/Nсредняя скорость фильтрации, гладкая1000,227,025Соки, эссенции, тоники, сусло, вино, растительные экстракты
100/Nсредняя скорость фильтрации, гладкая850,186,030Специально разработана как ленточный фильтр для сахарной промышленности
1310средняя скорость фильтрации, гладкая1350,267-1030Адсорбция, защита, фильтрация масел
1360средняя скорость фильтрации, гладкая1350,317-1030Адсорбция, защита
C 160средняя скорость фильтрации, гладкая1600,305,040Фильтрация большого количества жидкости с осадками в виде мелких хлопьев; тоников, спиртов
57/Nсредняя скорость фильтрации, гладкая1900,407,032Фильтрация большого количества жидкости, специально для слабых кислот и горячих щелочных растворов
69/Kбумага, содержащая активированный уголь1600,425,065Бумага, содержащая активированный уголь с 30% содержанием картона, для фильтрации гальванических ванн и для очистки окрашенных жидкостей

Бумагу выпускают в различных формах: в рулонах, в листах или в виде готовых фильтров, круглой формы различных диаметров.Как изготавливается бумажный фильтр химия ответ. tcvetovaya markirovka filtrov w60. Как изготавливается бумажный фильтр химия ответ фото. Как изготавливается бумажный фильтр химия ответ-tcvetovaya markirovka filtrov w60. картинка Как изготавливается бумажный фильтр химия ответ. картинка tcvetovaya markirovka filtrov w60

Таблица 2. Классификация бумажных фильтров (цветовая маркировка)

СортУд. вес г/м2Время фильтр., секСвойстваОсновные применения
Черная лента8010Крупнопористая, мягкая бумага с рыхлой структурой, очень высокая скорость фильтрацииХпопьеподобные и грубые осадки, коллоиды: гидроксиды железа, алюминия, хрома, сульфиды меди, висмута, кобальта, железа, различные металлорганические осадки; определение кремния при анализе сталей.
Сорт, наиболее широко используемый для аналитических работ.
Белая лента8020Средний размер пор, высокая скорость фильтрацииКрупнодисперсные осадки: сульфиды серебра, мышьяка, аммония, кадмия, свинца, железа и марганца, хромат свинца, карбонаты щелочноземельных металлов и т.д.
Желтая лента8020Средний размер пор, высокая скорость фильтрации, низкое содержание жираКрупнодисперсные осадки. Особенно подходит для определения жира в природном сырье
3еленая лента80100Узкие поры, плотная, низкая скорость фильтрацииФильтрация тонких осадков: сульфат бария, молибдат свинца, диоксид свинца, гидроксид кальция, фторид кальция, сульфид никеля, сульфид олова и т.д.
Синяя лента80180Мелкопористая, очень плотная, очень низкая скорость фильтрацииМелкозернистые осадки: холодно-осажденный сульфат бария, оксид меди и т.д.
Красная
лента
8050Средняя плотность, умеренная скорость фильтрацииБыстрая фильтрация тонких осадков: магний-аммонияфосфат, магний-аммония арсенат и т.д.
Фиолетовая
лента
100250Самая низкая скорость фильтрации, особомелкие поры и высокая плотность, наиболее эффективная фильтрация наиболее мелкихосадковОсобенно трудные условия фильтрации, мелкозернистые осадки: сульфат бария, оксид меди и т.д.

Где купить?

Говорят, что она продается в некоторых аптеках. Но когда мне захотелось отфильтровать вино от осадка с помощью фильтровальной бумаги, где ее купить в аптеке я так и не понял. Я объездил, наверное, с десяток аптек моего города, но безрезультатно.

Наверное, можно достать фильтр. бумагу в какой-нибудь лаборатории или на каком-нибудь химическом производстве, но для этого нужны определенные знакомства, которыми я похвастать не могу.

В итоге, полез в интернет и тут же нагуглил сотни магазинов, где купить фильтровальную бумагу. Она продается на вес, листами и рулонами, или упаковками с нарезанными дисками любых диаметров. Также в продаже имеются обеззоленые фильтры, которые могут понадобиться для фильтрации особо требовательных к чистоте растворов.

Стоимость фильтровальной бумаги копеечная. Например, упаковка из 100 дисков обойдется вам рублей в 40. Это если в розницу.

Вот тут, например, продают диски диаметром от 55 до 180 мм из обеззоленой бумаги «Белая лента» с доставкой куда угодно.

Как повысить прочность?

Настоящая фильтровальная бумага, конечно, гораздо прочнее обыкновенной промокашки, но все же иногда рвется. Особенно, когда требуется отфильтровать большой объем жидкости. Предлагаемый ниже способ обработки бумаги увеличивает ее прочность на разрыв в 10 раз! При этом фильтрующие качества не ухудшаются.

После тщательной промывки бумагу нужно высушить и использовать по мере необходимости. Такая бумага не вносит в фильтруемый раствор никаких загрязнений и подходит для приготовления лекарств или использования в аналитической химии.

Обработанная таким образом бумага становится настолько прочной, что ее полоска шириной 5 см спокойно выдерживает вес 1.5-килограммовой гири. В то время как обычная фильтровальная бумага рвется уже при весе в 150 граммов.

Фильтровальная бумага разных производителей имеет диаметр пор от 1.5 до 35 мкм. При этом практически достижима очистка жидкостей от примесей с размером частиц от 1-2 нм (забиваются крупные поры в бумаге, и фильтрация становится более тонкой).

Чем меньше размер пор бумаги и чем большее количество осадка в очищаемой жидкости, тем медленнее идет процесс фильтрации. В некоторых случаях окончания процесса приходится ждать часами. Особенно медленно продвигается дело, если жидкость имеет повышенную вязкость (что-то вроде сиропа).

Чем можно заменить?

Если вы не знаете где взять фильтровальную бумагу, в аптеках ее нет, а ждать пока пришлют из какой-нибудь интернет-магаза нет сил, то можно попробовать обойтись без нее. Давайте посмотрим, чем можно заменить фильтровальную бумагу.

1. Промокашка

Как изготавливается бумажный фильтр химия ответ. promokashka w60. Как изготавливается бумажный фильтр химия ответ фото. Как изготавливается бумажный фильтр химия ответ-promokashka w60. картинка Как изготавливается бумажный фильтр химия ответ. картинка promokashka w60Если кто не знает, раньше в каждую школьную тетрадь был вложен листик из очень тонкой и пористой бумаги. Его главным предназначением было промакивать чернильные кляксы (отсюда и название).

На самом деле, промокашку использовали как угодно, но только не по прямому назначению: пережевывали кусок бумаги во рту и полученным мякишем плевались из трубочек (или отправляли в цель при помощи линейки), в бумаге проращивали семена, на ней писали шпаргалки и записки, мокрую промокашку подкладывали под цоколь лампочки, чтобы сорвать урок, сворачивали маленькие самолетики, ставили физические опыты (рюмка, промокашка и зеркало), пропитывали калиевой селитрой и использовали в качестве ракетного топлива или бикфордового шнура и т.д. и т.п.

К сожалению, где-то в начале 90-х, промокашки полностью исчезли из школьных тетрадок и теперь живут только в нашей памяти.

2. Фильтровальная замша

Как изготавливается бумажный фильтр химия ответ. zamsha w60. Как изготавливается бумажный фильтр химия ответ фото. Как изготавливается бумажный фильтр химия ответ-zamsha w60. картинка Как изготавливается бумажный фильтр химия ответ. картинка zamsha w60В случаях фильтрации неагрессивных сред от крупных механических примесей (более 30 мкм), можно значительно ускорить процесс фильтрации, если заменить фильтровальную бумагу замшей.

Для этого замшу необходимо определенным образом подготовить.

Берут кусок замши необходимого размера и тщательно вымачивают его в слабом растворе бикарбоната натрия (пищевой соды) для удаления содержащихся в ней жиров. Затем промывают в холодной проточной воде из-под крана, после чего полоскают в дистиллированной воде и высушивают.

Приготовленную таким образом замшу употребляют как фильтровальную бумагу. Через нее очень чисто и вместе с тем быстро фильтруются не только всевозможные тинктуры, но и очень густые сиропы, а также тягучие, слизистые растительные соки.

Фильтровальная замша хороша еще и тем, что ее можно использовать неоднократно. Надо только как следует промывать ее после каждого применения.

3. Воронка с пористым стеклом

Такой фильтр изготавливают из стеклянного порошка заданной зернистости, который спекают между собой в сплошную пористую пластину. Сами стеклянные порошки получают распылением расплавленного стекла, поэтому имеют вид очень мелких шариков.

После охлаждения порошки сортируют по размеру и запекают в пластины. Затем, пористые стеклянные пластинки впаивают в стеклянные воронки или другие держатели.

Сразу же после использования такую воронку необходимо промыть водой в направлении, обратном фильтрации. Если полностью вымыть осадок не удается, тогда прибегают к промывке с помощью химических веществ, разрушающих или растворяющих осадок, например:

ЗагрязнениеРастворитель
Окислы меди и железаГорячая соляная кислота с добавкой KCl.
Хлористое сереброРастворы аммиака или тиосульфата натрия.
Сульфат барияГорячая концентрированная H2SO4.
Сульфид ртутиГорячая царская водка.
Остатки после фильтрования ртутиГорячая концентированная HNO3.
Остатки, содержащие кремнезем и окись алюминия2% фтористоводородная кислота, после нее концентрированная H2SO4, затем дистиллированная вода и, наконец, ацетон. Промывать до тех пор, пока обнаруживаются следы кислоты.
ЖирыЧетыреххлористый углерод.
Белки, вискоза, глюкозаГорячий раствор аммиака, 5-10% раствор NaOH. Смесь горячих и концентрированных серной и азотной кислот.
Другие органические веществаХромовая смесь или лучше горячая H2SO4 с добавкой NaNO3, KNO3 или HNO3.

4. Бумажные полотенца, салфетки и т.п.

Да, все это можно использовать вместо фильтровальной бумаги. Уверен, что у каждого под рукой найдется что-нибудь из этого списка:

Источник

Фильтрование под давлением

Изготовление простого бумажного фильтра

Для изготовления простого фильтра берут листок фильтровальной бумаги, имеющий форму квадрата (рис. 62) складывают сначала вдвое (1), а потом вчетверо (2). Угол сложенного квадрата обрезают ножницами по дуге (3), отделяют один слой бумаги от остальных и расправляют. Получается конус (4). Полученный фильтр вкладывают в воронку, затем смачивают небольшим количеством дистиллированной воды, чтобы бумага плотно прилегала к воронке.

Обычно простые бумажные фильтры используют в том случае, если после фильтрования необходимо собрать твердое вещество с фильтра.

Как изготавливается бумажный фильтр химия ответ. image002. Как изготавливается бумажный фильтр химия ответ фото. Как изготавливается бумажный фильтр химия ответ-image002. картинка Как изготавливается бумажный фильтр химия ответ. картинка image002

Изготовление складчатого бумажного фильтра

Для увеличения площади фильтрования, а следовательно скорости фильтрации, используются складчатые фильтры.

Для изготовления складчатого фильтра квадратный листок фильтровальной бумаги нужного размера складывают сначала пополам, а затем вчетверо и обрезают по дуге (1, 2, 3 рис. 63). Разворачивают фильтр (4) и правую четверть б сгибают пополам внутрь (5); отгибают сложенную восьмушку (6) и снова складывают ее пополам внутрь (7); полученную шестнадцатую долю фильтра складывают пополам и одну половинку отгибают наружу (8). По размеру полученного конуса (1/32 фильтра) последовательно складывают весь фильтр (9, 10), как гармошку. Полученный многогранный фильтр разворачивают и вкладывают в воронку (11, 12). Чтобы фильтр лучше лежал в воронке, его смачивают небольшим количеством дистиллированной воды.

Обычно складчатые фильтры используют в том случае, если осадок с фильтра не собирается, а отбрасывается.

Как изготавливается бумажный фильтр химия ответ. image004. Как изготавливается бумажный фильтр химия ответ фото. Как изготавливается бумажный фильтр химия ответ-image004. картинка Как изготавливается бумажный фильтр химия ответ. картинка image004

Фильтрование простое

Для фильтрования при обычных условиях не требуется сложных приспособлений. Воронку для фильтрования укрепляют в кольце штатива и помещают в нее подготовленный простой или складчатый фильтр (рис. 64).

Размер фильтра должен быть таков, чтобы его верхний край не доходил до края воронки на 3–5 мм. Под воронку устанавливают сосуд, в который собирают фильтрат, при этом конец воронки должен касаться стенок сосуда. Для ускорения процесса фильтрования необходимо заполнить жидкостью сливную трубку воронки. При этом образовавшийся столбик жидкости, спускаясь, действует как насос. Чтобы заполнить трубку воронки жидкостью, поступают следующим образом: наливают в воронку растворитель выше края фильтра, затем немного приподнимают фильтр и быстро его опускают. При этом жидкость заполняет носик воронки. Теперь прибор для фильтрования приведен в рабочее положение.

Как изготавливается бумажный фильтр химия ответ. image006. Как изготавливается бумажный фильтр химия ответ фото. Как изготавливается бумажный фильтр химия ответ-image006. картинка Как изготавливается бумажный фильтр химия ответ. картинка image006

Приготовленную для фильтрования смесь осторожно, по стеклянной палочке сливают в фильтр, следя за тем, чтобы уровень жидкости в воронке был ниже краев фильтра на 4–5 мм. Размокшая бумага легко может порваться, поэтому во время фильтрования стеклянной палочкой направляют не в середину фильтра, а ближе к стенкам фильтра.

В ходе фильтрования могут решаться две задачи: необходимо очистить жидкость от присутствующих в ней твердых частиц или собрать осадок, отделить его от жидкой фазы Выполняя эти задачи, процессы фильтрования будут несколько отличаться друг от друга.

Если следует очистить жидкость, то до фильтрования необходимо дать отстояться осадку в сосуде. После этого осторожно, не взмучивая осадок, сливают жидкость на фильтр. Преимущественно при этом используют складчатые фильтры. Фильтрат собирают в чистую посуду.

Если в ходе работы необходимо выделить твердое вещество из раствора, то поступают следующим образом: стеклянной палочкой перемешивают осадок с жидкостью, чтобы поднять твердые частицы со два сосуда; соблюдая все правила фильтрования, наливают порцию смеси на фильтр, осадок взмучивают и переносят следующую порцию на фильтр. Так поступают до тех пор, пока вся взвесь не будет отфильтрована. Остатки твердого вещества смывают растворителем со стенок и дна сосуда и переносят его на фильтр. После окончания фильтрования осадок на фильтре промывают 3–4 раза чистым растворителем для удаления остатков раствора. Фильтр достают из воронки, разворачивают его и собирают вещество лопаточкой. В этих случаях для фильтрования используют простые фильтры.

Многие вещества при обычной температуре имеют настолько высокую вязкость, что фильтровать их невозможно, поэтому в лабораторной практике часто используется горячее фильтрование, т.е. фильтрующийся раствор должен быть горячим. К фильтрованию при повышенных температурах прибегают и для очистки реактивов (методом перекристаллизации).

Когда требуется отфильтровать горячий раствор, применяют специальную воронку для горячего фильтрования с электрическим или водяным обогревом. Воронка с электрическим обогревом представляет собой металлическую воронку с двойными стенками, между которыми вмонтирован нагревательный элемент. Воронка с водяным обогревом имеет двойные металлические стенки с боковым отводом, соединяющимся с полостью воронки (рис. 65). Между стенками налита вода. Боковой отросток служит для нагревания воды.

В воронку для горячего фильтрования вставляют обычную воронку с фильтром. После того как стеклянная воронка и фильтр прогреются, подставляют широкий стакан и быстро фильтруют горячий раствор, все время подливая его небольшими порциями при помощи стеклянной палочки.

Обогревающие воронки для горячих растворов необходимы потому, что в противном случае на холодном фильтре поры забиваются фильтрующимся веществом, и работу не удается выполнить.

Как изготавливается бумажный фильтр химия ответ. image008. Как изготавливается бумажный фильтр химия ответ фото. Как изготавливается бумажный фильтр химия ответ-image008. картинка Как изготавливается бумажный фильтр химия ответ. картинка image008

Фильтрование под вакуумом

На скорость фильтрования влияет давление, под которым жидкость проходит через фильтр. Чем выше давление, тем быстрее фильтруется жидкость. При обычном фильтровании давление создается столбом жидкости, находящейся над фильтром. Чтобы увеличить давление жидкости пользуются фильтрованием под вакуумом. Оно заключается в том, что в приемнике создается пониженное давление, вследствие чего жидкость фильтруется под давлением атмосферного воздуха. Чем больше разность давлений между приемником и атмосферным воздухом, тем выше скорость фильтрования.

Для фильтрования под вакуумом собирают прибор, изображенный на рис. 66. Он состоит из колбы Бунзена 1, фарфоровой воронки Бюхнера 2, предохранительной склянки Вульфа З и водоструйного (или же какого-либо другого) вакуум-насоса 4, обычно устанавливаемого в лаборатории стационарно.

Как изготавливается бумажный фильтр химия ответ. image010. Как изготавливается бумажный фильтр химия ответ фото. Как изготавливается бумажный фильтр химия ответ-image010. картинка Как изготавливается бумажный фильтр химия ответ. картинка image010

Колба Бунзена служит в этой установке приемником для отфильтрованной жидкости. Воронку Бюхнера подготавливают для фильтрования как указано в работе № 3. Смочив фильтровальную бумагу на воронке водой, проверяют, хорошо ли уложен фильтр. Включают водоструйный насос. При этом должен слышаться спокойный шумящий звук, если фильтр хорошо прилагает к воронке. Если фильтр проложен неплотно, происходит подсос воздуха, и слышится свистящий звук. В этом случае фильтр еще немного смачивают водой к аккуратно прижимают его стеклянной палочкой ко дну воронки.

Предохранительную склянку 3 необходимо ставить обязательно, так как она предупреждает возможность переброса воды из водоструйного насоса в колбу-приемник. Переброс воды иногда происходит из-за изменения давления воды в водопроводе. В случае переброса следует разъединить колбу и предохранительную склянку, опорожнить склянку и вновь их соединить.

При фильтровании осадок не должен переполнять воронку, а фильтрат, собирающийся в колбе, доходить до отростка, соединяющего колбу с предохранительной склянкой. Если фильтрата набралось много, фильтрование следует прервать, опорожнить колбу, а затем продолжить работу.

Фильтруемую смесь по палочке наливают в воронку, не касаясь стеклянной палочкой фильтра. После того как основная часть жидкости будет отфильтрована, осадок на фильтре прижимают чистой стеклянной пробкой для удаления остатков раствора. Отсасывание заканчивают когда из воронки перестанет капать жидкость. По окончании фильтрования осадок на фильтре промывают 3–3 раза чистым растворителем.

Чтобы прекратить фильтрование, следует отсоединить вначале колбу Бунзена от предохранительной склянки, а затем закрыть кран насоса. Нарушение такого порядка отключения насоса приведет к тому, что жидкость из колбы перебросит в склянку Вульфа.

После окончания работы воронку вынимают из колбы, переворачивают и легкими ударами по ее стенкам выбивают фильтр на фильтровальную бумагу или в подготовленную посуду. Фильтр отделяют от еще влажного осадка лопаточкой.

Фильтрование под давлением

Изменять давление при фильтровании можно не только созданием разряжения в установке, но и созданием повышенного давления на фильтруемую смесь.

В некоторых случаях произвести фильтрование смесей вышеописанными способами не удается. Трудно фильтруются различные лаки, жидкие смолы, шламистые и илистые осадки, тестообразные вещества и т.п. Для разделения подобных смесей используют приборы, рассчитанные на повышенное или высокое давление, в отдельных случаях достигающее десятки и даже сотен атмосфер.

К таким приборам относятся лабораторные фильтры-прессы различных модификаций. В качестве фильтрующих перегородок могут использоваться различные материалы. Их выбор зависит от разделяемых смесей и от давления, которое создается при отжиме. Так, для фильтрования тестообразных веществ применяют металлические сетки особого плетения. При сравнительно невысоких давлениях 5–б атм. в качестве фильтров используются фильтровальную бумагу (в несколько слоев), текстильные материалы (бязь, фланель), специальные фильтровальные ткани (бельтинг), ткани из стекловолокна, из синтетических волокон. Для укрепления фильтра его устанавливают на металлических сетках.

Центрифугирование

Для отделения осадка от раствора часто применяют центрифугу (рис. 67) – прибор, в котором используется центробежная сила, развивающаяся при быстром вращении. В лабораторной практике используют ручные и электрические центрифуги. Последние могут развивать скорость до 10 000 об/мин. Обычно центрифуги имеют от 4 до 16 гнезд для пробирок. Отделение осадков на центрифуге проводят с различной скоростью и в течение разного времени в зависимости от характера осадка. Полученный в результате центрифугирования прозрачный раствор (центрифугат) отделяют от осадка, погружая в раствор капилляр пипетки и медленно наклоняя пробирку; при этом капилляр должен опираться на край пробирки. Благодаря капиллярным силам раствор поднимается в пипетку. Кончик капилляра нельзя приближать к поверхности осадка ближе чем на 1 мм (рис. 68).

Как изготавливается бумажный фильтр химия ответ. image012. Как изготавливается бумажный фильтр химия ответ фото. Как изготавливается бумажный фильтр химия ответ-image012. картинка Как изготавливается бумажный фильтр химия ответ. картинка image012Как изготавливается бумажный фильтр химия ответ. image014. Как изготавливается бумажный фильтр химия ответ фото. Как изготавливается бумажный фильтр химия ответ-image014. картинка Как изготавливается бумажный фильтр химия ответ. картинка image014

Когда подъем жидкости по капилляру закончится, закрывают верхнее отверстие пипетки пальцем, вынимают ее из пробирки и переносят раствор в другую чистую пробирку. Таким образом стараются по возможности более полно отделить раствор от осадка.

Для промывания осадка промывную жидкость наливают в пробирку с осадком, взбалтывают, центрифугируют и отбирают промывную воду с помощью капиллярной пипетки.

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *