La filtration sous vide expliquée : séparation efficace des solides et liquides

La filtration sous vide est une méthode de séparation utilisée pour retirer un solide d'un liquide. Généralement, le solide est dissous dans une solution. La solution peut être insaturée, saturée ou sursaturée — la différence étant la concentration du solide dans le liquide. Un filtre est utilisé pour séparer le solide du liquide, et une pompe à vide est utilisée pour forcer le liquide à travers le filtre.

Collecte des solides recristallisés

Dans la plupart des cas, la filtration sous vide est utilisée pour collecter des solides recristallisés. Ce sont des particules qui ont été dissoutes dans l'eau ou un autre solvant et qui ont ensuite été récupérées, ou recristallisées, par chauffage. Le liquide s'évapore dans le processus.

Après que la majeure partie du liquide a été évaporée, le contenu du bécher ou du ballon est déposé sur un papier filtre, qui est placé dans un entonnoir de Büchner. L'entonnoir est attaché à un ballon filtre, qui a une ouverture latérale par laquelle l'air sera aspiré à l'aide d'un tube en caoutchouc attaché à un vide.

Procédure de mise en place et de filtration

Le tube en caoutchouc est d'abord attaché à la source de vide et testé. S'il y a une aspiration à l'autre extrémité du tube, il est alors attaché au bras latéral du ballon filtre. Une fois fixé, le sommet du ballon filtre devrait avoir une aspiration.

Au fur et à mesure que l'échantillon est versé sur le papier filtre, le vide aspire le solvant à travers le papier et le dépose dans le ballon filtre. Le vide éliminera autant de solvant que possible des cristaux solides. Le solide restant sur le papier filtre est ensuite collecté et pesé.

Séparation selon le type de solution

La filtration sous vide est également utilisée pour séparer les solides des solutions liquides. Les solutions insaturées sont des solutions qui peuvent dissoudre plus de solides. Elles sont généralement claires et n'ont pas de particules en suspension. Les solutions saturées ne peuvent pas dissoudre de solides supplémentaires, mais sont généralement claires aussi. Les solutions sursaturées ne sont généralement pas claires et ont des particules en suspension ou qui coulent.

Les solutions avec des particules en suspension peuvent être séparées par filtration sous vide. Les solutions dans lesquelles le solide est dissous, telles que les solutions insaturées, nécessitent généralement une forme de traitement chimique ou de chauffage avant que la filtration sous vide ne puisse être efficace. Généralement, les solutions saturées ne peuvent pas être séparées par filtration sous vide, mais quelques particules peuvent être collectées si le papier filtre a une taille de pore adéquate.

Influence de la taille des pores du papier filtre

La quantité de solide collectée par filtration sous vide dépend généralement de la taille des pores du papier filtre. Une taille de pore plus petite produira plus de matériau, tandis qu'une taille de pore plus grande produira moins de matériau. Généralement, la taille des pores d'un papier filtre est inférieure à un micromètre de diamètre.