過濾通常是壹個不完美的過程。壹些流體留在過濾器的進料側或嵌入過濾介質中,壹些小的固體顆粒通過過濾器找到它們的方式。作為壹種化學和工程技術,總會有壹些丟失的產品,無論是收集的液體還是固體。
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同質和異質有什麽區別?
過濾示例
雖然過濾是實驗室中壹項重要的分離技術,但它在日常生活中也很常見。
沖泡咖啡涉及將熱水通過研磨咖啡和過濾器。液體咖啡是濾液。無論您使用茶包(紙過濾器)還是茶球(通常是金屬過濾器),泡茶都差不多。
腎臟是生物過濾器的壹個例子。血液被腎小球過濾。必需分子被重新吸收回血液中。
空調和許多真空吸塵器使用 HEPA 過濾器去除空氣中的灰塵和花粉。
許多水族館使用含有捕獲微粒的纖維的過濾器。
帶式過濾器在采礦過程中回收貴金屬。
含水層中的水相對純凈,因為它已通過地下的沙子和可滲透的巖石過濾。
過濾方法
有不同類型的過濾。使用哪種方法很大程度上取決於固體是顆粒(懸浮)還是溶解在流體中。
壹般過濾:最基本的過濾形式是利用重力過濾混合物。將混合物從上方傾倒在過濾介質(例如濾紙)上,重力將液體拉下。固體留在過濾器上,而液體在其下方流動。
真空過濾:布氏 燒瓶和軟管用於產生真空以通過過濾器吸入流體(通常借助重力)。這大大加快了分離速度,可用於幹燥固體。相關技術使用泵在過濾器的兩側形成壓力差。泵過濾器不需要垂直,因為重力不是過濾器兩側壓力差的來源。
冷過濾:冷過濾用於快速冷卻溶液,促使小晶體形成。這是固體最初溶解時使用的方法。壹種常見的方法是在過濾前將裝有溶液的容器置於冰浴中。
熱過濾:在熱過濾中,加熱溶液、過濾器和漏鬥,以盡量減少過濾過程中的晶體形成。無柄漏鬥很有用,因為晶體生長的表面積較小。當晶體會堵塞漏鬥或阻止混合物中第二組分的結晶時,使用此方法。
有時使用助濾劑來改善通過過濾器的流量。助濾劑的例子是二氧化矽、矽藻土、珍珠巖和纖維素。助濾劑可在過濾前放置在過濾器上或與液體混合。助劑可以幫助防止過濾器堵塞,並可以增加“濾餅”的孔隙率或進入過濾器。
過濾與篩分
壹種相關的分離技術是篩分。篩分是指使用單個網格或穿孔層來保留大顆粒,同時允許較小的顆粒通過。相反,在過濾過程中,過濾器是網格或具有多層。流體沿著介質中的通道通過過濾器。
過濾的替代品
對於某些應用,有比過濾更有效的分離方法。例如,對於收集濾液很重要的非常小的樣品,過濾介質可能會吸收過多的液體。在其他情況下,過多的固體可能會被過濾介質捕獲。
可用於從流體中分離固體的另外兩個過程是傾析和離心。離心涉及旋轉樣品,將較重的固體推到容器底部。在傾析中,液體從溶液中倒出後被虹吸或倒出固體。傾析可在離心後使用或單獨使用。