Автор работы: Пользователь скрыл имя, 30 Декабря 2014 в 14:58, реферат
Фільтрува́ння — дія, власне проціджування, рідин і газів або зневоднення шламу проціджуванням через фільтрувальну перетинку (тканину, сітку, порувату речовину) під дією зовнішніх сил (гідравлічного або механічного тиску, вакууму, гравітаційної сили, відцентрової сили та ін.). Фільтрування – поширений процес при збагаченні вугілля, сланців і руд чорних і кольорових металів, гірничохімічної сировини, а також в хімічному і гідрометалургійному виробництві.
1.Ознайомлення з поняттям фільтрування
2. Способи фільтрування
А. Декантування
Б.Фільтрування
В. Центрифугування
3.Фільтрування при звичайному тиску
А. Фільтрувальний матеріал
Б. Особливості фільтрування
Міністерство освіти і науки України
Дніпропетровський національний університет
імені Олеся Гончара
Хімічний факультет
Кафедра фізичної та неорганічної хімії
Реферат з курсу «Синтез хімічних речовин»
На тему: Фільтрування при звичайному тиску
Виконала: студентка групи
ХФ-14-1 Прессель А.А.
Перевірив: доцент кафедри
неорганічної хімії Стець Н.В.
Дніпропетровськ – 2014
Зміст
1.Ознайомлення з поняттям фільтрування
2. Способи фільтрування
А. Декантування
Б.Фільтрування
В. Центрифугування
3.Фільтрування при звичайному тиску
А. Фільтрувальний матеріал
Б. Особливості фільтрування
Фільтрува́ння — дія, власне проціджування,
рідин і газів або зневоднення шламу проціджуванн
У збагаченні корисних копалин фільтруванням називається операція
зневоднення дрібнозернистих пульп, що
базується на примусовому виділенні з
них води через пористу перегородку. Тверді
частинки, що затримуються перегородкою,
називаються кеком, або осадом, а вода, що пройшла через перегородку, — фільтрато
На ефективність фільтрування впливають такі чинники:
• в'язкість (чим вище в'язкість розчину, тим важче фільтрувати);
• температура (чим вища температура, тим легше фільтрувати);
• тиск (при зміні тиску швидкість фільтрування збільшується);
• величина частинок твердої речовини (чим більше розмір часток речовини в порівнянні з розміром пор фільтра, тим легше йде фільтрування).
При фільтрації зневоднення
твердої фази і видалення фільтрату здійснюєть
Способи фільтрування
Фільтрування можна проводити різними способами. Вибір способів фільтрування залежить, від характеру фільтруючих рідин і властивостей осаду, який потрібно відокремити від рідини.
Для механічного розділення твердої фази від рідкої в лабораторії користуються рядом прийомів. У найпростішому випадку твердий осад можна відокремити від рідкої фази шляхом декантування, тобто простим зливанням рідини з поверхні твердої речовини. Однак при цьому неможливо домогтися повного поділу. Для цього проводять фільтрування або центрифугування.
Декантація - у хімічній лабораторній практиці і хімічної технології механічне відділення твердої фази дисперсної системи (суспензії) від рідкої шляхом зливання розчину з осаду. Рідина, відокремлена від осаду методом декантації, називається декантат.
Фільтрування при звичайному тиску
Фільтруванням при звичайному тиску називають процес, при якому рідина проходить через фільтрувальний матеріал лише під тиском маси фільтруючої рідини і в ряді випадків при слабкому відсмоктуванні, яке відбувається за рахунок стікання фільтрату, що заповнює трубку лійки.
Цей спосіб фільтрування є найбільш простим і застосовується дуже часто. Для фільтрування за цим способом не потрібно складних пристосувань.
В якості фільтра зазвичай використовують фільтрувальний папір, яка може бути різною пористості. Фільтрами можуть служити також різні тканини, пористе скло, азбест, звичайна і скляна вата та ін. Вибір фільтруючого матеріалу визначається його властивостями і вимогами до чистоти розчину. Необхідно пам'ятати, що для фільтрування не можна використовувати матеріали, якимось чином взаємодіють з фільтрованої рідиною. Наприклад, луги, особливо концентровані, не можна фільтрувати через фільтр з пресованого скла та інших матеріалів, які містять діоксид кремнію, так як SiO2 розчиняється в лугах. Інший приклад, не можна фільтрувати розчини концентрованої сірчаної кислотою через фільтрувальний папір.
Основним лабораторним обладнанням, використовуваному в процесі фільтрування є різні воронки.
Хімічні конічні воронки
При переливанні рідин необхідно дотримуватися таких правил:
• вставляти воронку в горло посудини так, щоб залишався зазор між воронкою і горлом посудини для повітря, що витісняється при заповненні ємності рідиною;
• не слід воронку заповнювати до країв.
Паперові фільтри можуть бути двох видів: прості або складчасті фільтри. Коли метою фільтрування є виділення твердого осаду, використовують гладкий фільтр. Якщо потрібно отримати чисту рідину, застосовують складчастий фільтр.
Для приготування простого фільтра беруть лист фільтрувального паперу, складають вчетверо (рис. ). Складений фільтр обрізають ножицями по дузі до потрібного розміру. Відокремивши один шар паперу, розправляють готовий фільтр, який приймає вид конуса. Верхній край фільтра не повинен доходити до краю воронки на 5 мм. Правильно покладений в воронку фільтр змочують відповідним розчинником і щільно притискають верхній край фільтра до вирви, щоб не було повітряних бульбашок.
Приготування складчастого фільтра.
Фільтрування значно прискорюється при користуванні складчастого фільтра (рис.). Для приготування складчастого фільтра спочатку надходять так само, як і при виготовленні простого фільтра. Потім складений у два або чотири рази фільтр згинають кілька разів в одну й іншу сторону подібно гармошці. Фільтр розправляють, виходить конус з 8-16 гранями, що стосуються стінок воронки. Такий фільтр роблять з одного шару паперу. Фільтруюча поверхня у нього дещо більше, ніж у гладкого фільтра. При фільтруванні воронку зміцнюють на кільці штатива. Кінчик воронки повинен стосуватися стінки судини для фільтрату.
Рідина виливають по скляній паличці, притискаючи її до стінки воронки. Для прискорення фільтрування на фільтрі слід підтримувати високий рівень рідини, підливаючи її невеликими порціями. Потім осад промивають кілька разів, використовуючи по можливості малі кількості розчинника, так як при промиванні, хоча і незначна частина осаду переходить в розчин. Нову порцію рідини на фільтр наливають, тільки після того, як попередня буде повністю відфільтрована. Спочатку зупинимося на фільтруванні холодних розчинів, так як з ними доводиться працювати частіше і більше всього.
Необхідною приналежністю при фільтруванні є воронка. Воронку зміцнюють в кільці, приєднаному до звичайного або спеціальному штатива (рис. ); в неї кладуть фільтр з фільтрувального паперу, який перед тим як наливати фільтрується розчин, злегка змочують чистим розчинником. Фільтр слід укладати в воронку таким чином, щоб край його не доходив до краю воронки на 3-5 мм.
Умовою швидкого фільтрування є наявність рідини в трубці воронки. Для цього при змочування наливають у воронку розчинник вище краю фільтра, а потім вказівним пальцем захоплюють фільтр, піднімають його трохи і швидко опускають, при цьому в трубці майже завжди утворюється стовп рідини. Вельми часто для прискорення фільтрування подовжують скляну трубку воронки, що може бути зроблено за допомогою гумової трубки.
Для того щоб трубка швидко наповнювалася рідиною, внутрішній діаметр її не повинен перевищувати 3 мм. Утворився стовпчик рідини, спускаючись, діє як насос і тим прискорює фільтрування. Наповнення трубки рідиною полегшується, якщо трубка воронки має петлю (рис. .364). Такий подовжений кінець з петлею може бути пристосований і до вирви з коротким кінцем за допомогою гумової трубки, забезпеченою затискачем. Якщо осад потрібно розчинити на фільтрі, то затискачем регулюють швидкість витікання фільтрату. Коли доводиться сушити осад разом з фільтром у
воронці, то гумову трубку слід зняти. Якщо між фільтрувальної папером і стінкою воронки утворюється прошарок повітря (повітряний кишеню), фільтрування буде утруднено.
Для видалення повітряного
кишені всередині воронки
При аналітичних роботах, коли доводиться відокремлювати який-небудь осад, паперові фільтри роблять невеликими, погодившись з кількістю осаду, але не з кількістю фільтрованої рідини. Необхідно пам'ятати, що основна маса осаду повинна заповнювати фільтр не більше ніж на 1/3 його висоти. При такому заповненні у фільтрі залишається достатній простір для води, що вводиться при промиванні осаду.
При фільтруванні, перш за все, необхідно дати відстоятися осадку в тому посудині, в якому він отриманий. Після цього обережно, не збовтуючи осад, зливають на фільтр відстояну рідину. Найзручніше це проводити за допомогою скляної палички.
Паличку прикладають до склянки, в якому знаходиться рідина з осадом, довжина вільного кінця палички повинна бути не більше 6-7 см. Рідини дають стікати по паличці, направляючи потік її не в середину фільтра, а трохи вбік, на стінку його, так, щоб вона потрапляла на ту частину фільтра, де знаходиться потрійний шар паперу. Зручно скляну паличку прикріпити до склянки так, як показано на рис. 365. Можна заздалегідь заготовити собі ряд таких паличок, підібраних до склянках, з якими найчастіше доводиться працювати. Паличку прикріплюють гумкою, міцною ниткою або тонким дротом, наприклад дзвінкової.
Коли основна маса рідини буде пропущена через фільтр, осад кілька разів промивають із застосуванням декантування і потім переносять на фільтр.
На повноту перенесення осаду на фільтр потрібно звернути найсерйознішу увагу, так як більшість втрат при аналізі пояснюється неповним перенесенням.
Для проведення аналітичних робіт нерідко на фільтр для зменшення його пір поміщають мацеровану паперову масу. Її застосовують при відфільтровування дрібних опадів, таких, як BaSO4, а також у багатьох інших випадках (при визначенні кремнієвої кислоти, полуторних окислів та ін.).
Для виготовлення мацерированної паперової маси беззольні фільтри нарізають на дрібні шматочки, поміщають їх в конічну колбу і заливають 0,5 і. розчином соляної кислоти. Масу нагрівають до кипіння і додають трохи дистильованої або демінералізованої води і знову кип'ятять при постійному помішуванні скляною паличкою до тих пір, поки вся папір не перетвориться в однорідну волокнисту масу. Цю масу розбавляють водою і відмивають від кислоти, використовуючи воронку Бюхнера, до тих пір, поки промивні води не показуватимуть нейтральну реакцію. Пробу проводять за допомогою лакмусового паперу або, взявши піпеткою 10 мл промивної води, до неї додають одну краплю фенолфталеїну і одну-дві краплі 0,02 н. розчину NaOH. Якщо з'явиться рожеве забарвлення, це буде означати, що кислота відмита повністю. Якщо ж рожевого забарвлення не буде, масу ще промивають.
Відфільтровану і добре промиту масу переносять в колбу або склянку і розбавляють водою так, щоб вийшла однорідна біла суспензія. Перед застосуванням суспензію збовтують і відбирають необхідну кількість її. Мацерированна паперова маса може зберігатися досить довго.
Якщо розмір часток суспензії дуже малий, наприклад, як у колоїдних часток з діаметром менше 0,001 мм, то застосовують мембранні фільтри і центрифуги, або вдаються до коагуляції.
Використана література:
Книги:
1. В.А. Крицман Книга для прочитання по неорганічній хімії / В.А. Крицман – К.:Вид-во «Просвіта», 1983. – 326с
2.А.Г. Кульман Загальна хімія / А.Г. Кульман – М.: Вид-во «Колос», 1979.-421с
3. А.М. Голуб Загальна та неорганічна хімія. 1 частина/ А.М.Голуб – М.: Вид-во «Просвіта», 1968 . – 274с.
4. В.В. Григор’єва Загальна хімія/В.В. Григор’єва – К.:Вид-во «Вища школа», 1991. – 431с.
5. Угай Я.А. Загальна хімія. Том 1/ Я.А Угай –М.: «Вища школа», 1989 –328с.
с.194-197