Filtrieren
Bei der Filtration können Feststoffe
aus einer Suspension von einer Flüssigkeit abgetrennt werden. Das
bekannteste Beispiel aus dem Alltag ist das Filtern von Kaffee in einer
Kaffeemaschine. Im Filter bleibt der Rückstand zurück, der auch
als Filterkuchen bezeichnet wird. Die durch den Filter durchfließende
Flüssigkeit bildet das Filtrat.
Zum Filtrieren verwendet man im Labor
Filterpapier, das in verschiedenen Formen und Porengrößen erhältlich
ist. Je feiner die Porengröße, um so langsamer verläuft
die Filtration, aber um so feinere Niederschläge werden herausgefiltert.
Zum Einsatz eines Rundfilters in einem Glastrichter wird dieser zweimal
in der Mitte gefaltet und dann zu einem Kegel erweitert (siehe Bild rechts).
Faltenfilter besitzen eine größere Filterfläche und beschleunigen
daher den Filtrationsvorgang. Sie sind fertig gefaltet erhältlich.
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Faltenfilter
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gefalteter Rundfilter
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Der Filterkuchen wird nach dem Filtrieren
vom Filter mit einem Spatel abgekratzt. Oft ist es auch notwendig, den
Filterkuchen an der Luft oder durch Aufdrücken weiterer Filterpapierlagen
zu trocknen.
Besonders nützlich sind auch Nutschen
(auch "Büchnertrichter" genannt) aus Porzellan, die einen Einsatz
besitzen, auf den ein Rundfilterpapier gelegt wird. Die Nutsche wird auf
eine Saugflasche mit Gummiring aufgelegt und mit Hilfe eines dicken Vakuumschlauchs
an eine Vakuumpumpe oder eine Wasserstrahlpumpe angeschlossen. Nach Zugabe
von wenig destilliertem Wasser auf den Rundfilter wird dieser durch den
entstehenden Unterdruck angesaugt. Danach kann eine Filtration mit Unterdruck
durchgeführt werden. Dieses Verfahren ermöglicht sehr schnelle
Filtrationen mit wenig Zeitaufwand, wenn z.B. größere Mengen
an Kalkwasser aus Calciumhydroxid
hergestellt werden sollen. Zur Sicherheit sollte zwischen die Pumpe und
der Saugflasche eine Gaswaschflasche eingesetzt werden.
Abnutschen mit Nutsche
und Saugflasche durch Unterdruck
Glas- oder Porzellanfritten (oder "Filtertiegel")
sind Tiegel mit eingearbeiteten, porösen und durchgängigen Scheiben
als Boden, die in der analytischen Chemie zum Absaugen von Fällungen
dienen. Der Rückstand kann dann direkt zusammen mit der Fritte gewogen
werden. Auch sie werden auf eine Saugflasche aufgesetzt. Porzellanfritten
kann man mit einem Brenner erhitzen. Glasfritten werden nur im Trockenschrank
erhitzt. Ihre Reinigung erfolgt stets mit Chemikalien und niemals mechanisch,
z.B. durch Kratzen mit dem Spatel.
Filterpressen werden in der chemischen
Technik eingesetzt, wenn sehr große Mengen filtriert werden sollen.
Sie bestehen aus langen Reihen von Filterzellen, in denen die zu filtrierende
Flüssigkeit durch Filtertücher gepresst wird.
Filterpressen
bei der Herstellung eines Pigments aus Krappwurzel bei der Fa. AURO
In der Schule eignen sich auch Geschirrtücher
aus Leinen zum schnellen und groben Filtrieren von großen (ungiftigen)
Flüssigkeitsmengen, z.B. beim Filtrieren eines Farbstoffextrakts (>Versuch:
Herstellung eines Pflanzenfarbstoffpigments).
Filtrieren
eines Farbstoffextrakts aus Krappwurzeln in der Schule