Для чего нужно фильтрование

Фильтрование растворов лаборатории

Содержание

Сущность фильтрования

Сущность фильтрования состоит в том, что жидкость с находящимися в ней частицами твердого вещества пропускают через пористую перегородку. Имеющиеся в перегородке поры или отверстия настолько малы, что через них частицы твердого тела не проходят, жидкость же проходит легко. Эта перегородка, задерживающая твердые тела, называется фильтром.

Способность задерживать твердые частицы различной крупности и производительность фильтра, т. е. количество жидкости, которое может быть отделено через фильтр в единицу времени, находятся в прямой зависимости от величины пор. При фильтровании на фильтре откладывается осадок, который как бы уменьшает величину пор и вместе с тем сам играет роль фильтра, создавая плотный слой.

Одним из важнейших факторов, влияющих на фильтрование, является вязкость: чем вязкость раствора или жидкости выше, тем труднее их фильтровать.

При обычном фильтровании жидкость проходит через фильтр под давлением только небольшого столба жидкости, находящегося над фильтром.

Большое влияние на процесс фильтрования оказывает величина частиц твердого вещества, находящегося в жидкости. Если размер частиц превышает размер пор фильтра, фильтрование идет легко. Но по мере приближения размера частиц к размерам пор фильтра процесс фильтрования замедляется и может даже прекратиться совсем. Когда размер частиц твердого тела меньше размера пор, отфильтровать взвесь не удается.

Частицы коллоидных размеров (меньше 0,1 мкм, но больше 1 нм) совершенно невозможно отделить от жидкости обычным фильтрованием. В подобных случаях стремятся увеличить размер частиц, коагулировать их, что часто достигается путем кипячения. Многие коллоиды при высокой температуре образуют крупные хлопья, которые легко задерживаются фильтром.

Фильтрующие материалы

Фильтрующие материалы, применяемые в лабораторной практике, могут быть разделены на два класса:

Кроме того, фильтрующие материалы разделяются на:

К первому классу относится, например, кварцевый песок. Он может иметь различную величину зерен. От этого зависит как скорость фильтрования, так и достигаемый при этом эффект. Чем крупнее зерна песка, тем больше производительность фильтра и вместе с тем меньше его задерживающая способность; фильтр будет задерживать только более крупные частицы, мелкие же будут проходить через него, не задерживаясь.

Во многих случаях применяют пористые материалы.

Неорганические фильтрующие материалы особенно пригодны для жидких веществ и растворов, нагретых до температур, превышающих 1000 °С.

Наибольшим распространением в лаборатории пользуются фильтровальная бумага, целлюлозная масса, асбест, волокнистые материалы (ткани), смешанные фильтры, прессованное стекло, обожженная глина, фарфор и пр.

Выбор фильтрующего материала зависит как от требований к чистоте раствора, так и от его свойств.

Для фильтров нельзя применять такие материалы, на которые фильтруемая жидкость может оказать какое-либо действие. Так, щелочи, особенно концентрированные, нельзя фильтровать через фильтр из прессованного стекла и вообще материалов, содержащих двуокись кремния (кварцевый песок и др.), так как последняя будет растворяться в щелочи и загрязнять ее. Среди неорганических фильтрующих материалов имеются такие, которые пригодны для фильтрования очень агрессивных жидкостей даже при высокой температуре, например фильтры из глинозема, из окиси циркония, из окиси тория и др.

Фильтровальная бумага отличается от обычной тем, что она не проклеена, более чиста по составу и волокниста. Последнее обстоятельство и обусловливает ее филь­трующую способность.

Фильтровальную бумагу часто продают в пачках по 100 штук, уже нарезанную кругами различного диаметра (5,5; 7; 9; 11; 12,5 и 15 см), соответственно размеру воронок.

Ниже указывается, какого диаметра следует брать готовые круглые фильтры в зависимости от диаметра воронки:

Различают бумажные фильтры обычные и беззольные. На каждой пачке указывается масса золы фильтра. Если после запятой стоит четыре нуля, такая фильтровальная бумага считается беззольной. Например, если на пачке помечено, что «масса золы одного фильтра = 0,00007 г», считают, что фильтр беззольный, так как при взвешивании на аналитических весах такая масса золы не скажется на результатах взвешивания. Если же на пачке будет указано, что «масса золы одного фильтра = 0,0003 г» — это будет обычная фильтровальная бумага.

Готовые фильтры различают также по плотности фильтровальной бумаги. Это различие определяется по цвету бумажной ленты, которой оклеивают упаковку готовых фильтров. Приняты следующие условные обозначения:

Сжигать фильтры вместе с осадком возможно только в том случае, если продукты горения бумаги и уголь не будут действовать на осадок

Изготовление фильтров

Фильтры из бумаги, употребляемые в лаборатории, бывают двух родов: простые и складчатые.

Для изготовления простого фильтра квадратный кусок фильтровальной бумаги определенного размера (в зависимости от величины осадка и размера воронки) складывают в четыре раза (рис. 1), затем обрезают ножницами.

Рис. 1. Порядок складывания простого фильтра.

Складчатый, или плоеный, фильтр (рис. 2) лучше простого в том отношении, что фильтрование с ним идет быстрее, так как фильтрующая поверхность фильтра вдвое больше, чем у простого фильтра.

Рис. 2 Порядок складывания складчатого фильтра

Края фильтра должны быть не рваными, а обрезан­ными. Полезно иметь металлические шаблоны, по кото­рым вырезают фильтры.

Для того чтобы фильтр после фильтрования можно было легко раскрыть, у одного края его, у сгиба, отры­вают маленький кусочек бумаги.

Фильтрование при обычном давлении

Этот способ фильтрования является наиболее простым и применяется очень часто. Для фильтрования по этому способу не требуется сложных приспособлений.

Условием быстрого фильтрования является наличие жидкости в трубке воронки. Для этого при смачивании наливают в воронку растворитель выше края фильтра, а затем указательным пальцем захватывают фильтр, приподнимают его немного и быстро опускают, при этом в трубке почти всегда образуется столб жидкости.

Если между фильтровальной бумагой и стенкой воронки образуется прослойка воздуха (воздушный карман), фильтрование будет затруднено. Для удаления воздушного кармана внутри воронки создают небольшое давление. Воронку накрывают смоченным по краям куском фильтровальной бумаги и перевернутой воронкой такого же диаметра, как и первая, через трубку верхней воронки вдувают воздух или ртом или при помощи рези новой груши. Иногда воронку закрывают ладонью и делают прижимающее движение, чем создают небольшое давление, обычно достаточное для того, чтобы устранить воздушный карман.

При аналитических работах, когда приходится отделять какой-нибудь осадок, бумажные фильтры делают небольшими, сообразуясь с количеством осадка, но не с количеством фильтруемой жидкости.

Необходимо помнить, что основная масса осадка должна заполнять фильтр не больше чем на 1/3 его высоты; только сравнительно тонкий слой осадка может подниматься по стенкам фильтра, но во всяком случае он должен находиться от его верха не меньше чем на 5 мм. При таком заполнении в фильтре остается достаточное пространство для воды, вводимой при промывке осадка.

При фильтровании прежде всего необходимо дать отстояться осадку в том сосуде, в котором он получен. После этого осторожно, не взмучивая осадок, сливают на фильтр отстоявшуюся жидкость. Удобнее всего это проводить при помощи стеклянной палочки.

Палочку прикладывают к стакану, в котором находится жидкость с осадком, длина свободного конца палочки должна быть не больше 6—7 см. Жидкости дают стекать по палочке, направляя поток ее не в середину фильтра, а немного в сторону, на стенку его, так, чтобы она попадала на ту часть фильтра, где находится тройной слой бумаги.

Когда основная масса жидкости будет пропущена через фильтр, осадок несколько раз промывают с применением декантации и затем переносят на фильтр.

На полноту перенесения осадка на фильтр нужно обратить самое серьезное внимание, так как большинство потерь при анализе объясняется неполным перенесением.

Промывание осадков

Промывание осадков можно проводить, применяя декантацию, на фильтре.

Промывание с применением декантации. Декантация — сливание жидкости с отстоявшегося осадка. Промывание с применением декантации заключается в том, что осадок, подлежащий промыванию, заливают дистиллированной, предпочтительно горячей водой или специально приготовленной промывной жидкостью, взбалтывают при помощи стеклянной палочки, затем дают отстояться. Просветлевшую жидкость, собравшуюся над осадком, осторожно сливают при помощи стеклянной палочки на фильтр в воронке, но так, чтобы осадок оставался в колбе или стакане.

Рис. 3. Сливание жидкости промывания осадков с применением декантации: а – колба и стакан для промывания осадков с применением декантации; б – сливание жидкости с осадка на фильтр.

К оставшемуся в сосуде осадку снова приливают промывную воду и проделывают все, как в первый раз. После третьего или четвертого промывания проверяют полноту от­мывки. Для этого с кончика воронки из последней порции промывной воды берут несколько капель на часовое стекло или в пробирку и-проверяют, содержатся ли во взятой пробе отмываемые ионы. Если они присутствуют, повторяют промывку еще один-два раза. Когда отмываемые ионы не будут обнаруживаться, к осадку добавляют еще некоторое количество воды, взбалтывают его и, не давая отстояться, по палочке переводят на фильтр, через который сливали промывную жидкость. Эту операцию повторяют до тех пор, пока на фильтр не будет переведен весь осадок. В стакане или колбе не должны оставаться частицы осадка. Для полного перенесения осадка на фильтр внутреннюю поверхность сосуда, в котором промывали осадок с применением декантации, обтирают небольшим кусочком фильтровальной бумаги. Фильтровальную бумагу придерживают стеклянной палочкой, на один конец которой надет кусочек резиновой трубки. Прижимая бумагу этим концом, обтирают всю внутреннюю поверхность сосуда возможно тщательнее. Фильтровальную бумагу полезно смочить несколькими каплями дистиллированной воды. Затем палочку также тщательно обтирают этим же кусочком фильтровальной бумаги и промывают над воронкой из промывалки дистиллированной водой. Кусочек фильтра, использованный для обтирания сосуда и палочки, присоединяют к осадку. Такая операция бывает нужна только при аналитических работах, когда осадок нужен для количественного определения какого-либо вещества или элемента.

Путем декантации удается более полно отмыть осадок от маточного раствора, на фильтре же сделать это удается не всегда, так как осадок на нем легко слеживается, и промывная вода проходит не через всю массу осадка, а только, но промытым ею путям.

Несмотря на значительную затрату времени при отстаивании, скорость фильтрования промывной воды без осадка значительно большая, поэтому промывание осадка с применением декантации сокращает потребное для этой операции время.

Промывание на фильтре. Отфильтрованный осадок окончательно промывают на фильтре. Промывание продолжают до тех пор, пока в фильтрате не будет обнару­живаться то вещество, которое отмывают. Промывание нужно стремиться провести возможно малым количеством жидкости. Это необходимо потому, что абсолютно нерастворимых веществ нет и каждый раз при промывании свежей порцией жидкости часть осадка— правда, очень незначительная—переходит в раствор; разумеется, чем больше будет взято жидкости для промывания, тем больше будут потери и тем больше ошибка при анализе. Для промывания осадков горячей дистиллированной водой последнюю следует нагревать в колбе-промывалке. Прежде чем начать промывание, промывалку с горячей водой следует обязательно встряхнуть. Это необходимо сделать потому, что вода в промывалке может оказаться перегретой и при вдувании воздуха воз­можно внезапное вскипание и выброс кипятка через трубку.

При промывании осадка на фильтре придерживаются следующих правил:

1. Воду наливают на фильтр в таком количестве, чтобы она полностью покрывала осадок и не доходила до краев фильтра на 8—5 мм. Ни в коем случае не допускается наливать воду выше фильтра. Работа при этом может быть испорчена.

2. Каждую новую порцию воды выливают на фильтр не раньше, чем будет полностью профильтрована предыдущая. В противном случае промывание осадка сильно затягивается и для промывания требуется большое количество жидкости.

3. Во избежание разбрызгивания наливать воду на фильтр рекомендуется по палочке, так же как при перенесении осадка.

Источник

Фильтрованная вода: чем она лучше кипяченой, польза и вред для организма человека, можно ли пить жидкость из фильтра

Содержимое водопровода сейчас мало пригодно для питья. Старые ржавые системы водоснабжения, общее загрязнение источников — все это приводит к появлению посторонних примесей и вредоносных вирусов и бактерий. Чтобы обезопасить себя и сохранить здоровье, люди все чаще прибегают к очистке посредством фильтрации. Поэтому что собой представляет фильтрованная вода, о ее пользе и вреде, стоит узнать подробнее.

Химический состав

Содержание микроэлементов и минералов в питьевом растворе обязано быть сбалансированным. Их количественные показатели не должны превышать установленные нормы, чтобы не причинить вред. Но не менее важен и их достаточный объем, дабы человеческий организм получил все необходимые ему вещества.

Если важных элементов будет не хватать, могут возникнуть различные расстройства. Точно так же небезопасен и избыток, способный привести к не менее серьезным проблемам со здоровьем.

Привычная H2O из-под крана, конечно, не отличается приятным вкусом, часто бывает непрозрачной и даже грязной. Но ее преимущество в том, что по составу солей она прекрасно подходит для питья (в большинстве случаев).

Поэтому фильтрацию осуществляют простыми надежными способами, не влияющими на солевое содержание. Достаточно отфильтровать из раствора лишние взвеси и вредоносные химические соединения.

Польза

Фильтрование воды — это отличный метод, позволяющий избавить ее от ненужных и даже опасных веществ. Таким образом, она:

Задумываясь о покупке, следует обратить свое внимание на продукцию водоочистного оборудования нашей компании «Вода Отечества». С 1991 мы изготавливаем, реализуем технические средства обеззараживания и очистки, а также оказываем услуги по монтажу, пусконаладке очистных систем.

Где есть плюсы, там найдутся и минусы.

Нужно ли фильтровать воду для питья в частном доме. Особенности фильтрации

Источником водоснабжения таких объектов обычно выступает колодец или скважина. Вопреки расхожему мнению, что подземные водные ресурсы отличаются чистотой, очищать поступающую в жилье жидкость все-таки стоит. Ведь естественное очищение не всегда гарантирует ожидаемый результат.

Такой питьевой раствор может содержать не только песок или ил, но и вредоносные бактерии, микробы и токсичные вещества. Содержание необходимых человеку минералов в нем тоже иногда не соответствует должному уровню. Чаще всего скважинная или колодезная H2O содержит избыточное количество железа, магния, фтора, кальция. Чрезмерное количество этих компонентов причиняет серьезный вред.

1,5 м3/ч Для технической воды

1,5 м3/ч Для технической воды

MBFT-75 Мембрана на 75GPD

Избыток кальциевых примесей приводит к появлению накипи на нагревательных элементах бытовой техники, из-за чего она выходит из строя раньше срока. Обилие металла влечет за собой образование ржавых разводов на сантехнике и белье после стирки.

Фильтрация питьевой водопроводной воды — это необходимость. Прежде чем отправляться в магазин за очистной системой, следует провести анализ жидкости из скважины или колодца. Так удастся определить ее химический состав, соответствие установленным качественным нормам. Сейчас такую услугу предоставляют лаборатории. Только проанализировав полученные данные, можно подобрать оптимальный вариант средства очистки для своего дома.

К числу наиболее распространенных проблем, решать которые необходимо посредством очищения, относятся:

Фильтрование воды — это отличный способ избавиться от перечисленных выше факторов. А значит, — гарантия хорошего самочувствия и крепкого здоровья.

Правила фильтрации

Все фильтры подразделяются на встраиваемые (проточные), работа которых основана на механизме обратного осмоса, и мобильные (в виде кувшинов). В каждом устройстве задействуется собственный фильтрующий материал, предназначенный для устранения определенного типа микроэлементов. Поэтому еще до покупки прибора нужно определить состав подлежащего очистке водного раствора, чтобы обеспечить эффективность процесса.

Чтобы получить качественное питье, необходимо:

Как правильно фильтровать воду в частном доме своими руками

Получение качественной питьевой жидкости возможно не только с помощью специальных средств фильтрации. Очистить живительную влагу можно массой других методов.

Кипячение

Это самый простой доступный в домашних условиях способ. Он подразумевает процесс стерилизации H2O с задействованием высоких температур. Как следствие, вредоносные микроорганизмы погибают. Чтобы достичь максимальной эффективности, кипятить водный раствор нужно не менее 15 минут. Емкость с кипящим содержимым накрывайте плотно. Только так удастся добиться устранения всех опасных соединений.

Чтобы ответить на вопрос: что лучше, кипяченая или фильтрованная вода, следует рассмотреть отрицательные моменты описываемой методики.

Отстаивание

SF-mix Clack до 0,8 м3/ч

SF-mix Runxin до 0,8 м3/ч

SF-mix ручной до 0,8 м3/ч

Еще одна достойная упоминания методика, руководствуясь которой можно произвести очистку без специальных средств и приборов. Достаточно налить жидкость в объемную емкость и оставить в покое на 7-10 часов. Этого времени вполне хватит, чтобы улетучился опасный хлор и другие летучие компоненты. Примечательно, что периодическое перемешивание существенно ускорит процесс.

Отфильтрованная вода при этом не будет идеально чистой. Ведь заручившись данным методом, не удастся устранить тяжелые металлы, частично выпадающие в осадок.

Использование поваренной соли

С ее помощью тоже можно очистить водный раствор. Для этого 1 полная с горкой столовая ложка указанного пищевого продукта растворяется в 2 литрах H2O. Затем смесь отстаивается в течение 30 минут. Эта процедура помогает избавиться от вредоносных микроорганизмов и тяжелых металлов.

Заморозка

Опасные бактерии гибнут не только при высоком, но и при низком температурном режиме. Чтобы убрать все нежелательные компоненты холдом, нужно наполнить на ⅔ бутылку (не стеклянную) и поместить в морозилку.

Данная методика основана на способности обычной жидкости замерзать гораздо быстрее, в отличие от насыщенной солями. Главное — не допустить полного застывания. Когда в лед превратится половина содержимого емкости, следует слить жидкие остатки. Оттаявшая при комнатной температуре часть будет пригодной для употребления. Этот эффективный метод очистки стоит иметь в виду, задаваясь вопросом: можно ли пить фильтрованную воду без кипячения. Сильное охлаждение, как и нагревание, хорошо справляется с вредоносными примесями.

Кремний

В качестве средства фильтрации эту горную породу используют не слишком часто. Для осуществления процесса потребуется поместить небольшой кусочек камня в емкость и залить холодным водным раствором. Затем банку перемещают в скрытое от прямых солнечных лучей место и оставляют на 2 дня. Перед настаиванием следует обязательно накрыть импровизированное очистное сооружение тонким полотенцем.

Кремниевый настой готовят из расчета 5-10 г вещества на 1 литр.

Шунгит

Для приготовления шунгитового питья нужно положить на дно подходящей посудины большой (около 100 г) камень и добавить 1 литр охлажденной жидкости. Процесс настаивания занимает 3 дня. После чего содержимое надлежит процедить.

Беря этот способ на вооружение, не стоит забывать, что минерал имеет свойство накапливать на своей поверхности вредоносные бактерии примеси. Поэтому 1 раз в полтора-два месяца образцы необходимо тщательно промывать под краном и чистить щеткой.

Но всем ли можно пить воду после фильтра из шунгита? Ответ — нет. Такой настой противопоказан страдающим тромбозами, повышением кислотности и всем, у кого любое заболевание находится в острой стадии.

Активированный уголь

Его также часто применяют для фильтрации. Он эффективно нейтрализует посторонние запахи и устраняет вредные компоненты. Для приготовления чистого питья следует не менее 8 часов настоять угольно-водную смесь из расчета 1 таблетка на 1 литр.

Аэрационная установка AS-1054 VO-90

Диспенсер магистральный настольный AquaPro 919H/RO (горячая и холодная вода)

Серебро

О целебных свойствах этого драгоценного металла известно очень давно. Он избавляет жидкость от бактерий, вирусов, и токсичных химических примесей. Для осуществления процесса очистки нужно поместить любое серебряное изделие (монету, ложку и т.д.) в наполненную живительной влагой емкость. Лучше всего оставить ее в покое на всю ночь. Тогда наутро можно будет пить максимально чистую H2O, которая не потеряет своих полезных свойств даже через продолжительное время. По результатам исследования пользы и вреда воды после фильтра, эффективность серебра многократно подтверждена.

Народные средства

Далеко не все методы используются в нынешнее время, но есть те, что прочно вошли в обиход:

Использование магнитов

Весьма сомнительный способ, у которого тем не менее немало поклонников. В его основе лежит необходимость окружить емкость с водным раствором магнитным полем, которое обладает очищающими свойствами и придает питью лечебный эффект. Но подтверждения пользы такой обработки до сих пор нет.

Какая вода полезнее и лучше: кипяченая или фильтрованная

Кипячение подразумевает термическую обработку H2O, в результате которой гибнут вредоносные бактерии, устраняются посторонние компоненты. Но есть у этого метода и существенные недостатки.

А вот фильтрование не представляет опасности для человека. Разнообразные фильтры прекрасно очищают живительную влагу от тяжелых металлов, хлора, бактерий и других вредных составляющих. После очистки жидкость не лишается полезных микроэлементов и хорошо утоляет жажду. У продукта фильтрации нет противопоказаний, употреблять его могут и взрослые, и дети.

Бутилированная или фильтрованная вода — что дешевле

Покупка стандартной бутылки питья обходится в среднем в 50 рублей. Приобрести ее можно в любой продуктовой торговой точке. Емкость большого объема (для кулера) стоит 250-300 рублей. Сэкономить средства можно, оформив заявку на регулярную доставку.

Цены на очистное оборудование для домашнего использования зависят от типа фильтрующего устройства и частоты замены временных элементов. Чем современнее и сложнее система, тем большую сумму придется потратить на ее приобретение. Самыми дешевыми являются фильтры-кувшины. Стоят такие приборы от 200 до 400 рублей. К наиболее дорогостоящим относятся те, что монтируются в центральную систему водоснабжения. Их стоимость стартует с 15000 рублей без учета установки.

Вывод

Выяснив, что это такое — фильтрованная вода и полезна ли она для человека, несложно понять, что она практически не отличается от бутилированной. Качественная жидкость из бутылки ничем ей не уступает. В стоимостном отношении эти два типа также не слишком отличаются, если не брать в расчет самые дорогие фильтры.

Источник