Фільтрувальні матеріали

 

Фільтрувальні матеріали поділяють на сипкі і пористі, неорганічні та органічні. В лабораторіях найчастіше застосовують уже готові фільтрувальні матеріали: кварцовий пісок, карборунд з різним за діаметром зерном, якщо метою фільтрування є отримання прозорого фільтрату, а не осаду. Бажано, щоб пори фільтра були менші найдрібніших часток відфільтрованого осаду.

Оскільки розмір пор фільтра є одним з найбільш суттєвих показників, які визначають ефективність фільтрування, корисно знати характеристики фільтрувальних засобів.

Розмір пор фільтрувальних матеріалів

 

Фільтрувальний матеріал	Розмір пор, мм
Волосяні сита	До 33
Скляні пористі фільтри	100—5
Звичайний фільтрувальний папір	5-2
Цупкий фільтрувальний папір	1,7—0,8
Фарфорові або глиняні фільтри	0,5—0,2
Пергамент	0,026—0,021
Ультрафільтри	0,005—0,001

 

Фільтрувальний папір, який використовують у лабораторіях, розрізняється за якістю, щільністю, ступенем зольності і т. п. Так звані беззольні фільтри розрізняються за щільністю, від чого, природно, залежить і швидкість фільтрування. З червоною або чорною стрічкою випускаються фільтри найменшої щільності, з білою—фільтри з паперу середньої щільності, з синьою — фільтри з цупкого паперу.

Інколи для фільтрування з відсмоктуванням як фільтри використовують бавовняні, шерстяні тканини. Повсть і скляні тканини використовують для фільтрування сильнокислих розчинів. Для фільтрування газів використовують вату. Дуже зручні лійки і тиглі з упаяною пластинкою з пористого скла, яке характеризується різною величиною пор, що позначається відповідними номерами фільтра:

 

Номер фільтра	1	2	3	4
Середній розмір пор, мк	120—100	50—40	30—20	10—5

 

Дрібнопористі фільтри із скла мають великий опір.

Для фільтрування колоїдних розчинів користуються спеціальними ультрафільтрами.

СПОСОБИ ФІЛЬТРУВАННЯ

 

Фільтруванням при звичайному тиску називають процес, при якому рідина проходить через фільтрувальний матеріал лише під тиском маси фільтруючої рідини і в ряді випадків при слабкому відсмоктуванні, яке відбувається за рахунок стікання фільтрату, що заповнює трубку лійки.

Для прискорення фільтрування через звичайний фільтр потрібно, щоб трубка лійки була довшою звичайної з відрізаним (не скошеним) сплавленим кінцем. Можна також використовувати лійку, трубка якої зігнута петлею—таким чином при фільтруванні утворюється рідинний затвор

При дотриманні цих умов процес фільтрування може бути значно прискорений.

Фільтрування гарячої рідини буває потрібне для перекристалізації, а також в тих випадках, коли при кімнатній температурі рідина має значну в'язкість і фільтрується повільно, з цією метою користуються спеціальними лійками для гарячого фільтрування, часто з електричним обігріванням парою через змійовик та ін.

 

ДИСТИЛЯЦІЯ

 

Тиск насиченої пари рідини є постійною величиною при даній температурі. При підвищенні температури рідини шляхом її нагрівання, тиск насиченої пари підвищується доти, доки він не стане однаковим із зовнішнім (атмосферним) тиском. Після цього тиск насиченої пари не змінюється, як би не нагрівали рідину. Надлишок теплової енергії переходить повністю в теплоту паротворення (випаровування), а температура буде залишатись постійною до того часу, поки вся рідина не випарується.

Температура кипіння—індивідуальна величина для кожної хімічно чистої речовини (може змінюватись тільки із зміною зовнішнього тиску), для ідентифікації чистої речовини та визначення її чистоти. При зменшенні зовнішнього тиску знижується також температура кипіння рідини, тому то нормальна температура кипіння рідини та, при якій рідина кипить, знаходячись під дією нормального тиску 101 324,72 Па, або 760мм рт. ст.

Властивість рідини змінювати температуру кипіння при зміні зовнішнього тиску використовують часто при перегонці речовин. Так, якщо речовина при нагріванні і нормальному тиску розкладається, то застосовують перегонку при зменшеному тиску, що дозволяє перегнати рідину без її розкладу.

Пари, які утворюються при кипінні, конденсуються при охолодженні на стінках посуду, відвідних трубках та ін. Процес кипіння рідини з утворенням парів і їх здатністю конденсуватися називається дистиляцією або перегонкою.

Перегонка є одним з способів очищення хімічних речовин. Розрізняють три способи перегонки рідини: при звичайному тиску, при зменшеному тиску і з водяною парою.