Definice filtrace
Filtrace je oddělování látek na základě jejich různých fyzikálních a chemických vlastností. Typicky to považujeme za odstranění pevných částic ze směsi obsahující jak pevné látky, tak kapaliny. V tomto procesu označujeme shromážděný pevný materiál jako zbytek a tekutý materiál jako filtrát. Obvykle se používá nástroj, který obsahuje nějakou formu pórů, který umožňuje průchod tekuté části, ale ne pevné části. Pro účely filtrace se používají různé materiály, včetně papíru, písku a látky. Filtrace se také přirozeně vyskytuje v našich tělech, například v ledvinách, kde je krev filtrována v procesu zvaném glomerulární filtrace.
Typy filtrace
Existuje mnoho různých způsobů filtrování hmota a níže uvádíme jen několik, které můžeme použít při oddělování látek.
Vakuová filtrace
Při vakuové filtraci se vakuové čerpadlo používá k rychlému nasávání kapaliny přes filtr. Spolu s filtračním papírem se používají Hirschovy trychtýře a Buchnerovy trychtýře, které jsou stejným druhem trychtýře ve dvou různých velikostech. Trychtýře mají desku s otvory, jak vidíme níže, a obvykle se používají, když má filtrovaná látka malý objem.
Odstředivá filtrace
Tento druh filtrace provádí otáčení látky, která má být filtrována, při velmi vysoké rychlosti. Díky horizontální rotaci je hustší hmota oddělena od méně husté hmoty.
Gravitační filtrace
Zde se směs nalévá z vyššího bodu do nižšího. Obvykle se to děje pomocí jednoduché filtrace za použití filtračního papíru ve skleněné nálevce, kde jsou nerozpustné pevné částice zachyceny filtračním papírem a kapalina prochází gravitačním tahem. V závislosti na použitém objemu látky lze použít filtrační kužely, skládané filtry nebo filtrační pipety.
Studená filtrace
Filtrování za studena využívá velmi nízké teploty, často za použití ledové lázně. Některé látky, jako jsou částice mastných kyselin, se ve směsi po ochlazení suspendují, což nám umožňuje snadnější filtraci.
Horká filtrace
Toto se často používá pro krystalické sloučeniny, které obsahují nečistoty. Způsob, jakým se tato filtrace provádí, je roztavení krystalické sloučeniny, odstranění nečistot, protože látka je stále v kapalné formě, a nakonec rekrystalizace nyní čisté látky. Často se doporučuje, aby se zařízení použité při této filtraci zahřálo, aby filtrovaná látka nekrystalizovala v nálevce a neblokovala tok.
Vícevrstvá filtrace
To může označuje více vrstev z různých materiálů, včetně písku, štěrku nebo dřevěného uhlí, kde různé vrstvy obsahují různé velikosti částic tohoto materiálu. U tohoto typu filtrace se na vrstvy nalije směs kapalných a nerozpustných pevných částic a pevné částice se zachycují, což vede k filtrované kapalině.
Funkce filtrace
Filtrace má mnoho různých použití, jako je čištění vody, například říční, od nečistot. Může být také použit pro sterilizaci bez použití tepla, pokud jsou póry filtru dostatečně malé, aby zachytily mikroorganismy. Mějte na paměti, že tento proces nezabije mikroorganismy, protože nevyužívá teplo.
- Difúze – libovolné šíření částic z oblasti, kde jsou ve vyšší koncentraci, do jiné, kde jsou v nižší koncentraci.
- Osmóza – pohyb rozpouštědla přes částečně propustnou membránu z oblasti, kde je ve vyšší koncentraci, do místa, kde je v nižší koncentraci.
- Viskozita – Míra, do jaké tekutina odolává toku.
Kvíz
1. Kapalinu, která z ní odfiltrovala pevné látky, označujeme jako:
A. Filtr
B. Filtrovat
C. Zbytky
D. Trychtýř
2. Které z následujících možností musí zahrnovat odstředivá filtrace?
A. Vysoké teploty
B. Nízké teploty
C. Rotace
D. Dřevěné uhlí
3. Kde dochází k glomerulární filtraci v lidském těle?
A. Ledviny
B. Oči
C. Srdce
D. Žaludek