Similar presentations:
Методы разделения веществ. Фильтрование и центрифугирование
1.
ГБПОУ СК «Ставропольский базовый медицинский колледж»ЦМК лабораторной диагностики
Ставрополь, 2021 год
2.
Лекция №1Методы разделения веществ
ФИЛЬТРОВАНИЕ И ЦЕНТРИФУГИРОВАНИЕ
Дисциплина: «Физико- химические
методы исследований и
техника лабораторных
работ»
1 курс 2 семестр
3.
1. Чистые вещества и смесиЧистое вещество:
содержит частицы только одного вида (например,
серебро содержит только атомы серебра).
имеет постоянные физические свойства (например,
температуру плавления и температуру кипения).
4.
Вещество не является чистым, если содержит какоелибо количество других веществ- примесей.Загрязнения понижают температуру замерзания и
повышают температуру кипения чистой жидкости
(например, если в воду добавить соль, температура
замерзания раствора понизится)
Смеси состоят из двух или более веществ
На основании различия физических свойств, смеси
могут быть разделены на составные части- компоненты.
5.
Методы разделения смесей на компоненты:фильтрование,
центрифугирование,
отстаивание с последующей декантацией (сливанием
жидкости с осадка)
разделение с помощью делительной воронки,
выпаривание,
кристаллизация,
перегонка (в том числе фракционная),
возгонка,
хроматография и другие.
6.
2. ФильтрованиеФильтрование- отделение жидкости от находящихся
в ней мелких твердых частиц при помощи
фильтрующей перегородки- фильтра.
Жидкость, прошедшая через фильтр и
освобожденная от находившихся в ней твердых
примесей, называется фильтратом.
Отфильтрованные твёрдые частицы- осадок.
7.
В качестве фильтров используют различныеорганические и неорганические мелкопористые
материалы:
а) волокнистые (вата, шерсть, различные ткани,
синтетические волокна);
б) зернистые (кварцевый песок);
в) пористые (бумага, керамика, прессованное стекло).
8.
Выбор фильтрующего материала зависит от:требований к чистоте раствора;
от его свойств раствора (для фильтров не используют
материалы, взаимодействующие с фильтруемой
жидкостью); например, концентрированные щелочи,
нельзя фильтровать через фильтр из прессованного
стекла и других материалов, содержащих диоксид
кремния, так как SiO2 растворяется в щелочах.
9.
Самым распространенный материал для изготовленияфильтров- фильтровальная бумага (обычная и
беззольная).
Беззольным считается фильтр, если масса золы,
образующейся при его сгорании, не превышает 0,0001 г
(точное количество золы, обозначается на фабричной
этикетке).
10.
Бумажные фильтры отличаются по степени плотности(необходимая плотность фильтров указываются в
методике):
широкопористые быстрофильтрующие фильтры
обернуты лентой черного или красного цвета (отсюда
название «черная лента»)- для отделения студенистых
осадков, например, гидроксидов металлов.
фильтры средней пористости обернуты лентой белого
цвета («белая лента») - для большинства осадков.
мелкопористые фильтры имеют голубую ленту
(«голубая лента»)- для отделения мелкозернистых
осадков, т.к. фильтрование через них идет медленно.
11.
Факторы, влияющие на фильтрование:1) вязкость: чем выше вязкость р-ра или жидкости, тем
труднее их фильтровать;.
2) температура: чем ниже Т°, тем выше вязкость.
Некоторые вещества при обычной Т° имеют такую
высокую вязкость, что фильтровать их невозможно
(например, растворы желатина и агар- агара, образующие
гели при комнатной Т°), но при нагревании они
расплавляются, становятся жидкими и легче фильтруются.
12.
3) давление, под которым жидкость проходит черезфильтр: чем давление выше, тем быстрее фильтруется
жидкость
Эти факторы используют при выборе оптимального
способа фильтрования:
в обычных условиях,
при нагревании
под вакуумом.
13.
При фильтровании в обычных условиях применяютстеклянную химическую воронку, внутрь которой
помещают фильтрующий материал (вату или
фильтровальную бумагу, из которой делают гладкие и
складчатые фильтры).
Для фильтрования горячих растворов (например, с
целью перекристаллизации солей), его предварительно
подогревают или используют специальную воронку для
горячего фильтрования с электрическим или водяным
обогревом.
14.
Фильтрование при пониженном давлении (подвакуумом)- отсасывание- используют для ускорения
фильтрования и более полного освобождения осадка от
раствора.
Для этой цели собирают прибор для фильтрования
под вакуумом, который состоит из колбы Бунзена,
фарфоровой воронки Бюхнера (или фильтра Шотта),
предохранительной склянки и вакуум-насоса (обычно
водоструйного).
15.
Воронка Бюхнера- это фарфороваяворонка с сетчатым дном.
На сетку кладут 1-2 фильтра
точно по диаметру.
Фильтр Шотта- стеклянный тигель с пористым дном, используют для
фильтрования жидкостей (например, концентрированных кислот),
разрушающих бумажные фильтры.
Характеризуются различной
величиной пор
(№1 и №2- для отделения
крупнозернистых осадков,
№3 и №4- мелкозернистых).
16.
3. ЦентрифугированиеПроцесс разделения суспензий и эмульсий в поле
центробежных сил с использованием сплошных или
проницаемых для жидкости перегородок.
Применяют, когда использование фильтрования
невозможно- фильтруемые вещества мелкодисперсные,
забивают поры фильтра или разрушаются при
соприкосновении с фильтрующим материалом.
17.
Основная часть центрифуги- ротор(барабан) со сплошными или
перфорированными стенками,
вращающийся в неподвижном кожухе.
Внутренняя поверхность ротора с перфорированными
стенками покрывается фильтровальной тканью или тонкой
металлической сеткой.
Под действием центробежных сил суспензия
разделяется на осадок и жидкую фазу- фугат.
18.
Используют центрифуги фильтрующие и отстойные.В фильтрующих центрифугах разделяют суспензии:
стенки фильтрующих центрифуг
имеют отверстия
на внутренней стороне
фильтровальная перегородка,
которая пропускает фильтрат,
движущийся под действием
центробежной силы, задерживая
осадок.
19.
Отстойные центрифуги имеют сплошные стенки, иразделение происходит по принципу отстаивания, но под
действием центробежной силы.
Фаза с большей плотностью
располагается ближе к стенкам
ротора, а фаза меньшей плотности
(фугат) располагается ближе к
оси.
Растворы с осадком помещают в конические пробирки,
которые располагают в роторе попарно и симметрично- одна
против другой.
При вращении ротора с большой скоростью, твердые
частицы под действием центробежных сил отбрасываются от
центра и собираются на дне пробирки.
20.
Виды лабораторных центрифуг:Настольные - часто встречающийся тип (имеют
массу от 1 до 100 кг).
Стационарные - располагаются на полу;
устанавливаются на встроенных в центрифугу
домкратах.