Suodatus

Suodatuksen määrittely

Suodatus on aineiden erottaminen niiden fysikaalisten ja kemiallisten ominaisuuksien perusteella. Tyypillisesti ajattelemme sitä kiinteiden hiukkasten poistamisena seoksesta, joka sisältää sekä kiintoaineita että nesteitä. Tässä prosessissa viitataan kerättyyn kiinteään materiaaliin jäännöksenä ja nestemäiseen materiaaliin suodoksena. Yleensä käytetään työkalua, joka sisältää jonkinlainen huokoset, joka sallii nestemäisen osan, mutta ei kiinteän osan, kulkemisen läpi. Suodatukseen käytetään erilaisia materiaaleja, mukaan lukien paperi, hiekka ja kangas. Suodatus tapahtuu luonnollisesti myös kehossamme, esimerkiksi munuaisissa, joissa veri suodatetaan glomerulaarisuodatukseksi kutsutulla prosessilla.

Suodatustyypit

Suodattaa on monia eri tapoja asia, ja alla on vain muutama, jota voimme käyttää aineiden erottamiseen.

Tyhjiösuodatus

Tyhjiösuodatuksessa tyhjiöpumppua käytetään nesteen vetämiseksi nopeasti suodattimen läpi. Hirsch- ja Buchner-suppiloita, jotka ovat samanlaisia suppiloita kahdessa eri koossa, käytetään suodatinpaperin kanssa. Suppiloissa on levy, jossa on reikiä, kuten voimme nähdä alla, ja niitä käytetään yleensä, kun suodatettavan aineen tilavuus on pieni.

Keskipakosuodatus

Tämän tyyppinen suodatus suoritetaan suodatettavan aineen pyörittäminen erittäin suurella nopeudella. Vaakasuoran kiertämisen takia tiheämpi aine erotetaan vähemmän tiheästä aineesta.

Painovoimasuodatus

Tällöin seos kaadetaan korkeammasta kohdasta alempaan. Se tehdään yleisesti yksinkertaisella suodatuksella käyttäen suodatinpaperia lasisuppilossa, jossa liukenemattomat kiinteät hiukkaset siepataan suodatinpaperilla ja neste kulkee läpi painovoiman vetämällä. Käytettävissä olevan aineen määrästä riippuen voidaan käyttää suodatinkartioita, juoksevia suodattimia tai suodatuspipettejä.

Kylmäsuodatus

Kylmäsuodatuksessa käytetään hyvin alhaisia lämpötiloja, usein käyttämällä jäähaudetta. Jotkut aineet, kuten rasvahappopartikkelit, suspendoituvat seokseen jäähtyessään, minkä ansiosta voimme suodattaa ne helpommin.

Kuumasuodatus

Tätä käytetään usein kiteisille yhdisteille, jotka sisältävät epäpuhtauksia. Suodatus tehdään sulattamalla kiteinen yhdiste, poistamalla epäpuhtaudet, koska aine on edelleen nestemäisessä muodossa, ja lopuksi kiteyttämällä nyt puhdas aine uudelleen. Usein on suositeltavaa, että tässä suodatuksessa käytetty laite lämmitetään, jotta suodatettu aine ei kiteydy suppiloon ja estä virtausta.

Monikerroksinen suodatus

Tämä voi viittaa useisiin kerroksiin eri materiaalia, mukaan lukien hiekka, sora tai puuhiili, jolloin eri kerrokset sisältävät eri materiaalihiukkaskokoja. Tämän tyyppisessä suodatuksessa nestemäisten ja liukenemattomien kiinteiden hiukkasten seos kaadetaan kerrosten päälle ja kiinteät hiukkaset tarttuvat läpi, jolloin saadaan suodatettu neste.

Suodatuksen toiminnot

Suodatuksella on monia eri käyttötarkoituksia, kuten veden, kuten jokiveden, puhdistaminen epäpuhtauksista. Sitä voidaan käyttää myös sterilointiin ilman lämpöä, kunhan suodattimen huokoset ovat riittävän pieniä tarttumaan mikro-organismeihin. Muista, että tämä prosessi ei tappaa mikro-organismeja, koska se ei käytä lämpöä.

• Diffuusio – partikkelien mielivaltainen leviäminen alueelta, jolla ne ovat korkeammalla pitoisuudella, toiseen, missä ne ovat pienemmällä pitoisuudella.
• Osmoosi – liuottimen liike osittain läpäisevän kalvon läpi alueelta, jolla se on korkeammalla pitoisuudella, kohtaan, jossa se on matalammalla pitoisuudella.
• Viskositeetti – missä määrin neste vastustaa virtausta.

Tietokilpailu

1. Viittaamme nesteeseen, josta kiinteät aineet on suodatettu ulos:
A. Suodatin
B. Suodatin – C. Jäännös
D. Kanava

2. Mihin seuraavista keskipakosuodatukseen on sisällyttävä?
A. Korkeat lämpötilat – B. Matalat lämpötilat – C. Kierto – D. Puuhiili