Filtration Flashcards
Wozu dient Filtration?
dient der Abtrennung von Feststoffen aus Flüssigkeiten
Was versteht man unter Filtration?
wird das Trennen von Stoffgemischen aufgrund der unterschiedlichen Teilchengröße der Komponenten mit Hilfe eines Filters und eines Druckunterschieds verstanden. Dabei passieren die Flüssigkeits- oder Gasmoleküle die Poren des Filters & die gröberen Feststoffteilchen werden zurückgehalten
Was ist ein Filter?
= ein durchlässiges Material, das von einer Flüssigkeit oder einem Gas durchströmt wird und Feststoffteilchen an der Oberfläche oder im inneren des Filtermaterials festhalten kann
Was sind die Voraussetzungen für das Filtrieren?
stets ein Druckunterschied zwischen Zu- & Ablaufseite des Filters
Wie lauten die Kenngrößen für Filter?
- Rückhaltevermögen (bestimmt durch Porengröße)
- Filtrationsgeschwindigkeit (Filterfläche, Porengröße, Viskosität, Druckunterschied, Schwerkraft, Vakuumfiltration, Druckfiltration)
Zähle die verschiedenen Filtertypen und Filtermaterialen auf?
- Wattebausch
- Papier- oder Glasfaserfilter
- Fritten
- Membranfilter
Wattebausch
- aus Cellulose oder Glaswolle
- nur für grobe Feststoffe geeignet
Papier- oder Glasfaserfilter
- regellos verfilztes Fasergeflecht
- keine definierte Porengröße
- definierter Rückhaltebereich
- 4 bis 7 µm
Fritten
- aus gesintertem Glas, Metall oder Kunststoff
- Material wird zu feinem Gries vermahlen und gesintert
- Porenkanäle, Einteilung in Porositätsklassen
Membranfilter
- präzise Oberflächenstruktur mit genau definierten Poren
- kann hydrophile (Celluloseacetat) oder hydrophobe (PTFE) Eigenschaften besitzen
- Porenweite zwischen 10 und 0.01 µm
- Filtration analytischer Proben
Gegen was sind Cellulosefasern nicht beständig?
gegenüber starken Säuren und starken Laugen
Zähle die 3 Filtrationsmethoden auf
- Filtration bei Normaldruck
- Filtration bei vermindertem Druck
- Filtration mit Überdruck
Wann wird Filtration bei Normaldruck angewendet?
bei gut filtrierbaren Flüssigkeiten mit relativ grobkörnigem Niederschlag
Wann wird Filtration bei vermindertem Druck angewendet?
zur Filtration von großen Flüssigkeitsmengen oder schlecht filtrierbaren Suspensionen
Wann wird Filtration mit Überdruck angewendet?
Arbeiten unter Ausschluss von Luft
Erkläre den Ablauf der Filtration bei Normaldruck
1) Filterpapier mit dem verwendeten Lösungsmittel anfeuchten
2) Suspension durch einen Filter gießen, dazu werden Glastrichter und gefalteter Rundfilter
3) Auffangen der Lösung (=Filtrat) erfolgt in einem Erlenmeyerkolben oder Rundkolben
4) Luftaustritt über einen kleinen Spalt -> sonst Filtration zum Erliegen kommt
Wieso befeuchtet man das Filterpapier nicht mit Wasser?
mit Wasser befeuchtetes Filterpapier ist für organische Lösungsmittel nicht mehr durchgängig
in welchen Einsatzbereichen wird die Filtration bei Normaldruck durchgeführt?
- Abtrennung eines Trockenmittels nach erfolgter Aufarbeitung -> mit geeignetem Lösungsmittel nachspülen, um am Trockenmittel anhaftendes Produkt herauszuwaschen
- Abtrennen von Schwebeteilchen, mechanischen Verunreinigungen oder eines zweiten schwerlöslichen Reaktionsprodukts -> Faltenfilter mit wenig Solvens nachwaschen
Für was ist die Filtration bei Normaldruck nicht geeignet?
heiße, gesättigte Lösungen -> beim Abkühlen während Filtration kann Produkt auskristallisieren & Schwebestoffe können Poren verstopfen
Welche Filtration ist eine Standardfiltration in der organischen Chemie?
Filtration unter vermindertem Druck
Erkläre den Ablauf der Filtration unter vermindertem Druck
1) genormte massive Porzellantrichter mit gelochter Bodenplatte (=Büchner-Trichter) oder Glasschlitznutschen
2) Porzellan mit geeigneten Rundfiltern versehen
3) Absaugflasche + Gummikonus + Büchner-Trichter -> leichter Unterdruck (Regulation mittels Woulff’scher Flasche)
4) Absaugflasche immer mit Klammer am Stativ sichern
in welchen Einsatzbereichen wird die Filtration unter vermindertem Druck durchgeführt?
- Abtrennen von Trocknungsmitteln aus einer Produktlösung
- Abfiltrieren von schwerlöslichen und unlöslichen Verunreinigungen bei der Umkristallisation (aus heißer Lösung -> 5-10% mehr Lösungsmittel, um Kristallisation zu vermeiden)
- Isolierung der kalten Lösung eines aus einem Solvens auskristallisierten Produkts
Welchen Trichter verwendet man bei der Filtration unter vermindertem Druck bei kleiner Menge?
bis 100 ml Lösungsmittel wird Hirschtrichter verwendet
Was sind Glasfilterfritten?
- sind Büchner- bzw. Hirschtrichter, bei denen die gelochten Bodenplatten durch poröse Glasfilter ersetzt sind
- bestehen nicht aus Porzellan, sondern Glas
- schwierige Reinigung bei Verstopfen der Poren
