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7.2: Filtración

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    Hay un par de métodos de purificación muy básicos que se utilizan rutinariamente en el laboratorio, y que en realidad son pasos clave en otros métodos. La filtración es una de ellas.

    Supongamos que tienes una mezcla que contiene tanto un sólido como un líquido. Hay un par de formas en las que podrías separar una de la otra. Decantar es una manera. En la decantación, el líquido se asienta muy bien sobre el sólido, por lo que puedes simplemente verter el líquido y dejar atrás el sólido. No obstante, por lo general eso deja atrás parte del líquido en el sólido, por lo que no los has separado por completo.

    La filtración es una forma más completa de separar un sólido de un líquido. El ejemplo más familiar podría ser una cafetera. Una cafetera filtra el café de los granos de café molidos. El café cae a través de un papel de filtro, alimentado por gravedad, y los posos de café permanecen en la parte superior del papel de filtro.

    La filtración se basa en un material poroso. En un material poroso, hay poros o aberturas en el material que permitirán el paso de pequeñas moléculas. Se puede pensar en los poros como túneles. Las moléculas pequeñas, como el agua y las moléculas orgánicas responsables de las propiedades del café, pueden moverse fácilmente a través de los poros en el papel de filtro. Otros materiales, como los posos de café, no pueden.

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    Figura\(\PageIndex{1}\): Una caricatura que representa la filtración.

    En el laboratorio, la filtración se puede hacer igual que en el filtro de café. Se coloca un papel de filtro en un embudo y se vierte la mezcla, y el líquido gotea por gravedad. El líquido que gotea a través del papel de filtro se llama el “filtrado”.

    Por lo general, el embudo es un simple cono de vidrio con un agujero en el fondo, la mayoría de las veces con un tubo o tallo de vidrio que conduce de la esperanza para ayudar a guiar el líquido al recipiente de abajo. En ocasiones, el embudo puede tener un fondo plano con agujeros en el fondo, o incluso un material aparentemente sólido, pero poroso. Este último tipo se llama embudo fritado. La frita en el embudo fritado es de material poroso, igual que el papel de filtro, pero puede ser de vidrio o plástico.

    Una de las ventajas de un embudo fritado es que es fácil usar un vacío para acelerar la filtración. Al reducir la presión en el lado inferior de la frita, la presión atmosférica por encima de la frita ayuda a empujar la solución a través de la frita más rápidamente.

    El problema es que las fritas se pueden obstruir fácilmente. Supongamos que hay partículas suspendidas en la solución que son lo suficientemente pequeñas como para entrar en los poros, pero no lo suficientemente pequeñas como para moverse por todo el camino. Se quedan atascados. Ahora tenemos un problema.


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    Figura\(\PageIndex{2}\): Una caricatura que muestra cómo una frita puede obstruirse durante la filtración.

    La forma más común de prevenir este problema es simplemente poner un trozo de papel de filtro sobre la frita. El papel puede evitar que esas partículas lleguen a la frita en primer lugar. El papel de filtro puede obstruirse de la misma manera, pero puedes simplemente tirarlo. El papel de filtro desechable puede parecer un desperdicio, pero es un desperdicio mucho más pequeño que un embudo fritado desechable.

    Para situaciones realmente pegajosas, otras ayudas de filtro incluyen celite, un polvo hecho de tierra de diatomeas. Una capa de celite es simple colocada encima del papel de filtro. Al igual que el papel de filtro, el celite es desechable, pero protege la frita y permite que la filtración proceda más suavemente.

    Tenga en cuenta que la filtración podría permitir el aislamiento de la fase sólida o la fase líquida. En el primer caso, simplemente recolectaríamos el sólido que se sostenía sobre el papel de filtro (no usaríamos un agente filtrante como la celita, que contaminaría el sólido. El sólido generalmente se deja secar antes de pesarlo y caracterizarse.

    Si nos interesa el líquido, podríamos tener más trabajo por hacer. A lo mejor el líquido es puro, en cuyo caso estamos acabados. Si se trata de una solución, es posible que deseemos evaporar el disolvente para que podamos aislar el soluto que queremos.

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    Figura\(\PageIndex{3}\): Una caricatura que muestra la filtración de una solución.

    Ejercicio\(\PageIndex{1}\)

    En los siguientes casos, indicar qué compuestos se encontrarían en el papel de filtro y en el filtrado.

    1. Una mezcla de carbonato de sodio y heptanal se agita en éter dietílico y se filtra.
    2. Una mezcla de cloruro de litio y benzofenona se agita en agua y se filtra.
    3. Una mezcla de antraceno y benzoato de potasio se agita en agua y se filtra.
    4. Una mezcla de etilendiamina y cloruro de tris (etilendiamino) cobalto (III) se agita en éter dietílico y se filtra.
    Contestar
    Contestar a

    Filtro: carbonato de sodio; filtrado: heptanal

    Respuesta b

    Filtro: benzofenona; filtrado: cloruro de litio

    Respuesta c

    Filtro: antraceno; filtrado: benzoato de potasio

    Respuesta d

    Filtro: cloruro de tris (etilendiamino) cobalto (III); filtrado: etilendiamina

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