Was ist Vakuumfiltration?
Vakuumfiltration ist eine Trennmethode, mit der ein Feststoff aus einer Flüssigkeit entfernt wird. Im Allgemeinen wird der Feststoff in einer Lösung gelöst. Die Lösung kann ungesättigt, gesättigt oder übersättigt sein - der Unterschied ist die Konzentration des Feststoffs in der Flüssigkeit. Ein Filter trennt den Feststoff von der Flüssigkeit und eine Vakuumpumpe zwingt die Flüssigkeit durch den Filter.
In den meisten Fällen wird Vakuumfiltration verwendet, um umkristallisierte Feststoffe zu sammeln. Dies sind Teilchen, die in Wasser oder einem anderen Lösungsmittel gelöst und dann durch Erhitzen gewonnen oder umkristallisiert wurden. Die Flüssigkeit wird dabei verdampft.
Nachdem der größte Teil der Flüssigkeit verdampft ist, wird der Inhalt des Bechers oder Kolbens auf einem Filterpapier abgelagert, das sich in einem Büchner-Trichter befindet. Der Trichter ist an einem Filterkolben angebracht, der eine seitliche Öffnung aufweist, durch die Luft unter Verwendung eines an einem Vakuum befestigten Gummischlauchs abgesaugt wird.
Der Gummischlauch wird zuerst an der Vakuumquelle befestigt und getestet. Wenn am anderen Ende des Röhrchens angesaugt wird, wird es am Seitenarm des Filterkolbens befestigt. Nach dem Befestigen sollte der obere Teil des Filterkolbens abgesaugt werden.
Während die Probe auf das Filterpapier gegossen wird, zieht das Vakuum das Lösungsmittel durch das Papier und lagert es im Filterkolben ab. Das Vakuum entfernt so viel Lösungsmittel wie möglich von den festen Kristallen. Der verbleibende Feststoff auf dem Filterpapier wird dann gesammelt und gewogen.
Vakuumfiltration wird auch verwendet, um Feststoffe von flüssigen Lösungen abzutrennen. Ungesättigte Lösungen sind Lösungen, die mehr Feststoffe lösen können. Es ist im Allgemeinen klar und enthält keine Schwebeteilchen. Gesättigte Lösungen können keine zusätzlichen Feststoffe auflösen, sind aber im Allgemeinen auch klar. Übersättigte Lösungen sind im Allgemeinen nicht klar und weisen suspendierte oder sinkende Partikel auf.
Lösungen mit suspendierten Partikeln können durch Vakuumfiltration getrennt werden. Lösungen, in denen der Feststoff gelöst ist, wie beispielsweise ungesättigte Lösungen, erfordern im Allgemeinen eine chemische Behandlung oder Erwärmung, bevor eine Vakuumfiltration wirksam sein kann. Im Allgemeinen können gesättigte Lösungen nicht durch Vakuumfiltration abgetrennt werden, es können jedoch einige Partikel gesammelt werden, wenn das Filterpapier eine ausreichende Porengröße aufweist.
Die durch Vakuumfiltration gesammelte Feststoffmenge hängt im Allgemeinen von der Porengröße des Filterpapiers ab. Eine kleinere Porengröße ergibt mehr Material, während eine größere Porengröße weniger Material ergibt. Im Allgemeinen ist die Porengröße eines Filterpapiers kleiner als ein Mikrometer im Durchmesser.