فیلتراسیون گرم (Hot Filtration) با استفاده از کاغذ صافی

فیلتراسیون گرم (Hot Filtration)، به منظور جداسازی مواد جامد از محلول های گرم به کار میرود. همان طور که میدانید، هنگامی که با محلول های گرم سروکار داریم، سرد شدن محلول ممکن است باعث تشکیل بلور هایی شود که دریچه قیف را ببندد. برای جلوگیری از تشکیل این بلور ها، از روش فیلتراسیون گرم (Hot Filtration) استفاده میکنیم. به این ترتیب که کل سیستم تصفیه و محلول مورد نظر را حرارت داده و سپس محلول را از طریق قیفی که یک کاغذ صافی تا خورده در آن قرار داده ایم، به ظرف زیرین میریزیم.

روش های مختلف استفاده از قیف برای فیلتراسیون گرم در شکل های زیر نشان داده شده است. برای نگه داشتن قیف میتوان از حلقه ی نگهدارند قیف استفاده کرد (شکل a , b) یا اینکه با استفاده از یک گیره کاغذ، قیف را در دهانه ظرف ارلن مایر قرار داد.(شکل c , d). به منظور ایمنی بیشتر، بهتر است که از یک حلقه نگهدارنده قیف برای نگه داشتن قیف استفاده کنید. و اگر حلقه نگهدارنده قیف ندارید، یک گیره کاغذ را باز کرده و آن را بین قیف و فلاسک قرار دهید تا هوای داخل فلاسک بتواند از روزنه بین قیف و فلاسک خارج شود.

استفاده از حلقه نگهدارنده قیف در انجام فیلتراسیون گرم (HOT filtration)

همانطور که اشاره شد، از روش فیلتراسیون گرم برای تصفیه محلول هایی استفاده میشود که خنک شدن آن ها در طول فرایند تصفیه، سبب ایجاد بلورهایی میشود که ادامه فرایند فیلتراسیون را با مشکل مواجه میکنند. بنابراین در طول فرایند تصفیه  قیف باید از طریق  تماس با بخارات حلّال داغ، گرم بماند وگرنه ممکن است بلور هایی روی سطح کاغذ صافی یا درون ساقه قیف تشکیل شوند.

در شکل های زیر، تشکیل بلور در ساقه قیف (شکل a) و یا روی سطح کاغذ صافی (شکل b , c) به علت گرم نبودن سیستم تصفیه به اندازه کافی، قابل مشاهده است.

قرار دادن کاغذصافی در قیف برای انجام فیلتراسیون داغ (hot filtration)

 

از آنجا که ضروری است که محلول قبل از خنک شدن، در قیف فیلتر شود،باید سرعت انجام فیلتراسیون را افزایش دهیم. برای این منظور، بهتر است کاغذ صافی مورد استفاده را بصورت چین دار (Fluted)  (شکل های  b , c) تا بزنید. این روش تا کردن کاغذ صافی، نسبت به روش یک چهارم (Quadrant-folded) (شکل a) که گاهی در فیلتراسیون جاذبه ای استفاده میشود، از مزایای بیشتری برخوردار است. هرچه تعداد چین های کاغذ صافی بیشتر باشد، سطح تماس کاغذ صافی با محلول بیشتر بوده و در نتیجه فیلتراسیون با سرعت بیشتری صورت میگیرد. از طرفی، چین های کاغذ صافی، فضایی خالی بین کاغذ صافی و قیف شیشه ای ایجاد میکنند که به تخلیه سریع تر و بهتر هوای داخل فلاسک کمک شایانی میکند.

نحوه تا زدن کاغذصافی برای انجام فیلتراسیون گرم(hot filtration)

 

مراحل انجام فیلتراسیون گرم (Hot Filtration):

همانطور که اشاره شد، فیلتراسیون گرم اغلب در فرایند های تبلور استفاده شده و این روش باید پس از انجام فرایند انحلال و قبل از اینکه محلول خنک شود انجام گردد.

قبل از پرداختن به مراحل انجام فیلتراسیون گرم، بار دیگر نکات مهمی که در بالا اشاره شد را بصورت خلاصه بیان میکنیم.

برای نگهداری قیف، از یک پایه نگهدارنده قیف استفاده کنید.(شکل a).اگر پایه نگهدارنده ندارید، قیف را بطور مستقیم داخل دهانه فلاسک گذاشته و جهت خروج هوای داخل فلاسک، مابین قیف شیشه ای و دهانه فلاسک یک گیره کاغذ بازشده قرار دهید(شکل b). توصیه میشود برای بهبود سرعت فیلتراسیون، کاغذ صافی را بصورت چین دار تا بزنید (شکل c). در پایان نیز محلول مورد نظر را داخل قیف بریزید تا از کاغذ صافی عبور کند (شکل d).

مراحل انجام فیلتراسیون گرم با استفاده از کاغذصافی (hot filtration)

مرحله اول : یک قیف بدون ساقه یا دارای ساقه کوتاه را برای این کار استفاده کنید.

مرحله دوم : یک کاغذ صافی با اندازه متناسب با قیف خود انتخاب کنید و آن را بصورت چین دار تا بزنید. سپس کاغذ صافی تا خورده را داخل قیف قرار دهید. توجه کنید که کاغذ صافی نباید از لبه قیف کوتاه تر باشد زیرا ممکن است هنگامی که محلول را داخل قیف میریزیم، محلول بدون عبور از کاغذ صافی وارد فلاسک شده و در نتیجه نمونه ما به خوبی تصفیه نشود. روش تا زدن کاغذ صافی بصورت چین دار در شکل زیر نمایش داده شده است : (خطوط نقطه چین محل هایی که کاغذ صافی باید تا زده شود و فلش ها، جهت تا کردن کاغذ صافی را نشان میدهند.)

تا زدن کاغذصافی برای استفاده در مراحل فیلتراسیون گرم(HOT filtration)

مرحله سوم : یک فلاسک ارلن مایر تمیز و با اندازه و حجم مناسب را در زیر قیف قرار دهید. اگر از حلقه نگهدارنده قیف استفاده میکنید، ارتفاع حلقه را طوری تنظیم کنید که شکاف کوچکی میان دهانه ارلن مایر و بدنه قیف باشد این کار باعث میشود که در طول انجام فیلتراسیون گرم، هوای داخل ارلن مایر به راحتی تخلیه شود. توجه کنید که اگر فضای بین دهانه ارلن مایر و بدنه قیف بیش از حد بزرگ باشد، باعث میشود که بخارات ناشی از محلول گرم داخل ارلن مایر، بدون گرم کردن بدنه قیف، فرار کنند.

مرحله چهارم : اجازه دهید که محلول به جوش آمده و باعث گرم شدن کل سیستم تصفیه گردد. اگر قصد استفاده از زغال چوب را دارید، آن را در این مرحله اضافه کنید.

مرحله پنجم : پس از آنکه فلاسک و محلول به خوبی گرم شدند، شروع به ریختن محلول داخل قیف کنید. دهانه ظرف حاوی محلول را با کاغذ صافی تماس دهید تا محلول به پشت کاغذ صافی نریزد(شکل a).

توصیه ایمنی : فلاسک  و ظرف نگهدارنده محلول داغ هستند و ممکن است دست شما را بسوزاند. اگر ظرف حاوی محلول را نمیتوانید با دستتان نگه دارید، از یک نوار کاغذی برای نگه داشتن آن استفاده کنید (شکل b).نوار کاغذی را چندین دور، دور دهانه ظرف بچرخانید. دقت کنید که نوار کاغذی را زیر لبه ظرف ببندید (شکل b) تا در هنگام ریختن محلول در ظرف، نوار (مانند شکل c) خیس نشود.

ریختن سیّال در قیف برای انجام فیلتراسیون گرم (hot filtration)

 

 در ضمن برای اینکه بخارات داغ بالای قیف، دستتان را نسوزاند، ظرف حاوی محلول را از پهلو کنار قیف نگه دارید تا دستتان بالای دهانه قیف نباشد.

وقتی که محلول را داخل قیف نمی ریزید، ظرف حاوی محلول را به منبع گرما بازگردانید.

مرحله ششم : پس از اینکه تمامی محلول را به روش فیلتراسیون گرم تصفیه کردید، دیگر ظرفی که حاوی محلول بود را حرارت ندهید زیرا ممکن است ترک بردارد. قیف را بررسی نمایید. اگر کریستال ها روی سطح کاغذ صافی دیده میشوند (همانند شکل b)، چند میلی لیتر حلال در حال جوش روی آن ها بریزید تا حل شوند و اگر کریستالی تشکیل نشده بود (همانند شکل c) نیاز به این کار نیست.

باقیمانده رسوب جامد در کاغذصافی پس از انجام فیلتراسیون گرم (hot filtration)

 

در پایان، مایعی که تصفیه کرده اید را بررسی کنید. اگر از زغال چوب استفاده کرده اید، مایع درون ارلن را به دقت بررسی کنید. اگر داخل مایع ذرات سیاه رنگ مشاهده میکنید به این معنی است که به دلیل عدم استفاده از کاغذ صافی با اندازه منافذ مناسب و یا وجود سوراخ در کاغذ صافی، ذرات زغال از کاغذ صافی عبور کرده اند. در این صورت باید عملیات فیلتراسیون گرم (Hot Filtration) را با کاغذ صافی و فلاسک جدید، تکرار کنید.

Share on telegram
Share on google
Share on whatsapp
Share on twitter
Share on print

دیدگاه‌ خود را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *