Filtratiedefinitie
Filtratie is het scheiden van stoffen op basis van hun verschillende fysische en chemische eigenschappen. Meestal beschouwen we het als het verwijderen van vaste deeltjes uit een mengsel dat zowel vaste stoffen als vloeistoffen bevat. In dit proces noemen we het verzamelde vaste materiaal het residu en het vloeibare materiaal het filtraat. Gewoonlijk wordt een hulpmiddel gebruikt dat een of andere vorm van poriën bevat, waardoor het vloeibare deel, maar niet het vaste deel, kan passeren. Voor de filtratie worden verschillende materialen gebruikt, waaronder papier, zand en stof. Filtratie komt ook van nature voor in ons lichaam, bijvoorbeeld in de nieren, waar het bloed wordt gefilterd in een proces dat glomerulaire filtratie wordt genoemd.
Soorten filtratie
Er zijn veel verschillende manieren om te filteren materie, en hieronder zijn er slechts een paar die we kunnen gebruiken bij het scheiden van stoffen.
Vacuümfiltratie
Bij vacuümfiltratie wordt een vacuümpomp gebruikt om de vloeistof snel door een filter te trekken. Hirsch-trechters en Buchner-trechters, dezelfde soort trechter in twee verschillende maten, worden samen met filterpapier gebruikt. De trechters hebben een plaat met gaten erin, zoals we hieronder kunnen zien, en ze worden meestal gebruikt als de te filteren stof een klein volume heeft.
Centrifugaalfiltratie
Dit soort filtratie wordt gedaan door het roteren van de te filteren stof met zeer hoge snelheid. Door de horizontale rotatie wordt de dichtere materie gescheiden van de minder dichte materie.
Zwaartekrachtfiltratie
Dit is waar het mengsel van een hoger punt naar een lager punt wordt gegoten. Het wordt gewoonlijk gedaan door middel van eenvoudige filtratie, met behulp van filtreerpapier in een glazen trechter, waar de onoplosbare vaste deeltjes worden opgevangen door het filtreerpapier en de vloeistof er doorheen gaat door de zwaartekracht. Afhankelijk van het volume van de aanwezige stof kunnen filterkegels, gegroefde filters of filterpipetten worden gebruikt.
Koude filtratie
Koudfiltratie maakt gebruik van zeer lage temperaturen, vaak met behulp van een ijsbad. Sommige stoffen, zoals vetzuurdeeltjes, worden bij het afkoelen in het mengsel gesuspendeerd, waardoor we ze gemakkelijker kunnen filteren.
Hot Filtration
Dit wordt vaak gebruikt voor kristallijne verbindingen die onzuiverheden bevatten. De manier waarop deze filtratie wordt uitgevoerd, is door de kristallijne verbinding te smelten, de onzuiverheden te verwijderen aangezien de stof nog in vloeibare vorm is, en tenslotte de nu zuivere stof te herkristalliseren. Vaak wordt aanbevolen om het apparaat dat bij deze filtratie wordt gebruikt, op te warmen zodat de gefilterde stof niet kristalliseert in de trechter en de stroom blokkeert.
Meerlagige filtratie
Dit kan verwijzen naar meerdere lagen van verschillend materiaal, waaronder zand, grind of houtskool, waarbij de verschillende lagen verschillende deeltjesgrootten van dat materiaal bevatten. Bij dit type filtratie wordt een mengsel van vloeibare en onoplosbare vaste deeltjes over de lagen gegoten en de vaste deeltjes worden overal opgevangen, wat resulteert in een gefilterde vloeistof.
Filtratiefuncties
Filtratie heeft veel verschillende toepassingen, zoals het reinigen van water, zoals rivierwater, van onzuiverheden. Het kan ook worden gebruikt voor sterilisatie zonder gebruik van warmte, zolang de poriën van het filter klein genoeg zijn om de micro-organismen op te vangen. Houd er rekening mee dat dit proces de micro-organismen niet doodt, aangezien het geen gebruik maakt van warmte.
- Diffusie – De willekeurige verspreiding van deeltjes van een gebied waar ze zich in een hogere concentratie bevinden naar een andere waar ze hebben een lagere concentratie.
- Osmose – De beweging van een oplosmiddel door een gedeeltelijk permeabel membraan van een gebied waar het zich in een hogere concentratie bevindt tot waar het zich in een lagere concentratie bevindt.
- Viscositeit – De mate waarin een vloeistof stroming weerstaat.
Quiz
1. We verwijzen naar de vloeistof waaruit vaste stoffen zijn gefilterd als de:
A. Filter
B. Filtraat
C. Residu
D. Trechter
2. Welke van de volgende zaken moet centrifugale filtratie inhouden?
A. Hoge temperaturen
B. Lage temperaturen
C. Rotatie
D. Houtskool
3. Waar vindt glomerulaire filtratie plaats in het menselijk lichaam?
A. Nieren
B. Ogen
C. Hart
D. Maag