固液分离固液分离的方法有倾析法过滤法和离心分离法三种倾.doc

固液分离 固液分离的方法有倾析法、过滤法和离心分离法三种。一、倾析法如果沉淀的相对密度较大或晶体颗粒较大，静置后能较快沉降的，常用倾析法分离和洗涤沉淀。操作时将沉淀上部的清液缓慢沿玻璃棒倾入另一容器中，如图1。然后在盛沉淀的容器中加入少量洗涤液(如蒸溜水)，充分搅拌后静置，待沉淀沉降后倾去洗涤液，重复23次既可将沉淀洗净。二、过滤法最常用的固液分离方法是过滤法。当溶液和固体的混合物通过过滤器(如滤纸或玻璃砂芯)时，沉淀留在过滤器上，溶液通过过滤器流入另一容器中。过滤后的溶液称滤液。图1. 倾析法过滤 图2. 普通滤纸的折叠1. 滤纸的选择实验时应根据具体要求选用合适类型和规格的滤纸，如BaSO4、CaC2O42H2O等细晶形沉淀,应选用“慢速”滤纸过滤；Fe2O3nH2O为胶状沉淀.，应选用“快速”滤纸过滤；MgNH4PO4等粗晶形沉淀，应选用“中速”滤纸过滤。2. 过滤方法选择过滤方法又分常压过滤、减压过滤和热过滤三种。(1) 常压过滤(普通过滤)在大气压下使用普通玻璃漏斗过滤的方法。沉淀物为胶体或微细晶体时，用此法过滤较好。根据沉淀的具体情况选择适合的滤纸和漏斗。圆形滤纸对折两次成扇形，展开成圆锥形，一边为三层，一边为一层(图2），用水润湿滤纸，使滤纸漏斗内壁紧贴。漏斗应放在漏斗架上，下面用一个洁净的烧杯承接滤液，将漏斗颈出口斜口长的一侧贴紧烧杯内壁，以加快过滤速度，并防止滤液外溅。过滤时，为了避免沉淀堵塞滤纸的空隙，影响过滤速度，一般多采用倾泻法过滤。首先倾斜静置烧杯，待沉淀下降后，先采用倾泻法先滤去尽可能多的清液，如果需要洗涤沉淀，可在溶液转移后，往盛沉淀的容器中加入洗涤液充分搅匀，待沉淀沉降后按倾斜法倾出溶液，如此洗涤沉淀23次；然后把沉淀转移到漏斗上；最后清洗烧杯和洗涤漏斗上的沉淀。而不是一开始过滤就将沉淀和溶液搅混后过滤。操作中注意让溶液沿玻璃棒在三层滤纸一侧倾入漏斗中，液面高度应低于滤纸12cm(图3)，玻璃棒下端尽可能接近滤纸，但不能接触滤纸。过滤过程中暂停倾注时，应沿玻璃棒将烧杯嘴往上提，逐渐使烧杯直立，等玻璃棒和烧杯由相互垂直变为几乎平行时，将玻璃棒离开烧杯嘴而移入烧杯中。这样才能避免留在棒端及烧杯嘴上的液体流到烧杯外壁上去。沉淀用倾泻法洗涤后，在盛有沉淀的烧杯中加入少量洗涤液，搅拌混合，全部倾入漏斗中。然后用洗瓶小心冲洗烧杯壁上附着的沉淀，使之全部转移入漏斗中。 图3 常压过滤 图4 减压过滤沉淀全部转移到滤纸上后，需对沉淀进行洗涤，以除去沉淀表面吸附的杂质和母液。洗涤时要用洗瓶由滤纸边缘稍下一些地方螺旋形向下移动冲洗沉淀，将沉淀集中到滤纸锥体的底部,不可将洗涤液直接冲到滤纸中央沉淀上，以免沉淀外溅。洗涤沉淀采用“少量多次”的方法，提高洗涤效率，每次使用少量洗涤液，尽量滤干后进行下一次洗涤。(2) 减压过滤(抽滤或真空过滤)减压能加快过滤速度，也可将沉淀抽吸得比较干燥。胶体或细颗粒沉淀会透过滤纸或使滤纸堵塞，不能用减压过滤的方法分离沉淀。减压过滤装置包括：布氏漏斗、吸滤瓶、安全瓶和减压泵，如图4。布氏漏斗管下端的斜面朝向吸滤瓶支管。滤纸应剪成比漏斗的内径略小，但能完全盖住所有的小孔。过滤时，应先用溶剂把平铺在漏斗上的滤纸润湿，然后开动水泵，使滤纸紧贴在漏斗上。小心地把要过滤的混合物倒入漏斗中，使固体均匀的分布在整个滤纸面上，一直抽到几乎没有液体滤出为止。为了尽量把液体除净，可用玻璃瓶塞压挤滤饼。在漏斗上洗涤滤饼的方法：把滤饼尽量地抽干、压干，拔掉抽气的橡皮管(或打开安全瓶上的阀门)通大气，恢复常压，把少量溶剂均匀地洒在滤饼上，以溶剂刚好盖住滤饼为宜。静置片刻，让溶剂渗透滤饼，待有滤液从漏斗下端滴下时，重新抽气，再把滤饼抽干、压干。这样反复几次，就可把滤饼洗净。必须记住：在停止抽滤时，应先拔去橡皮管(或将安全瓶上的玻璃阀打开)通大气，然后关闭水泵。取下漏斗，左手把握漏斗管，倒转，用右手“拍击”左手，使固体连同滤纸一起落入洁净的纸片或表面皿上，然后揭去滤纸。强酸性或强碱性溶液过滤时，应在布氏漏斗上铺上玻璃布或涤纶布、氯纶布来代替滤纸。对个别特殊性质的固液分离，需选用一些特殊的过滤器和材料，如玻璃砂芯漏斗(或坩埚)。 微孔玻璃漏斗(或坩埚)的滤板是用玻璃粉末在高温熔结而成的。1990年前，我国微孔玻璃滤板按孔径大小(m)、分为6种型号：G1(80120)、G2(4080)、G3(1540)、G4(515)、G5(25)、G6 (2)。1990年后，我国微孔玻璃滤板的牌号以Pn表示，n代表每级孔径(m)的上限值，有Pl.6 / P4 / Pl 0 / Pl6 / P40 / Pl00 / Pl60等规格。分析实验中常用P40(G3)和P16(G4)号微孔玻璃滤板，一般须用减压过滤法。玻璃砂芯漏斗(或坩埚)在使用前，先用强酸(HCl或HNO3)处理，然后再用水洗净。洗涤时在抽滤瓶瓶口配一块稍厚的橡皮垫，垫上挖一个圆孔，将微孔玻璃坩埚(或漏斗)插入圆孔中；再将强酸倒入微孔玻璃漏斗中，然后减压抽滤，即可洗净漏斗(或坩埚)。抽滤结束时，应先通大气，再关闭减压泵，否则减压泵中的水会倒吸入抽滤瓶中。微孔玻璃漏斗(或坩埚)不耐强碱，会损坏漏斗(或坩埚)的微孔。因此，不可用强碱处理，也不适于过滤强碱溶液。 过滤时，所用装置减压过滤装置相同，在减压抽滤下用倾泻法进行过滤，具体操作与上述用滤纸过滤相同。(3) 热过滤热过滤就是在普通玻璃漏斗外套上一个保温漏斗，其装置如图5所示。某些热的饱和溶液在过滤时，由于温度降低，晶体很容易在滤纸上析出，使过滤发生困难，因此该种溶液就需要在保温的情况下进行过滤，即热过滤。保温漏斗是铜制的，具有夹层和侧管。夹层内盛水，漏斗上有一注水口，侧管处可加热。保温漏斗内的玻璃漏斗的大小应与保温漏斗相匹配，且为短颈。为了尽量利用滤纸的有效面积以加快过滤速度，过滤热的饱和溶液时，常使用折叠式滤纸，其折叠方法如图6所示。先将滤纸一折为二，再折成四分之一，产生2、4折纹，然后将1、2的边沿折至4、2 ，2、3的边沿折至2、4分别产生2、5和2、6两条新折纹。继续将1、2折向2、6，2、3折向2、5，再得2、7和2、8的折纹。同样以2、3对2、6，1、2对2、5分别折出2、9和2、10的折纹。最后在八个等分的每小格中间以相反方向折成16等分，结果得到象折扇一样的排列。再在1、2和2、3处各向内折一小折面，展开后即得到折叠滤纸。在折纹集中的圆心处折时切勿重压，否则滤纸的中央在过滤时容易破裂。使用前应将折好的滤纸翻转并整理好再放入漏斗中，这样可避免被手弄脏的一面接触滤过的滤液。过滤时，先将夹套内的水加热，当到达所需