Metodi di separazione dei componenti di un miscuglio eterogeneo

Metodi di separazione dei componenti di un miscuglio eterogeneo

I principali metodi di separazione
dei componenti di un miscuglio
27/02/2025
Sergio Bontempelli

2I metodi di separazione sono metodi chimico fisici che permettono la
separazione di una miscela nei singoli componenti che la formano.
Il processo di separazione da utilizzare dipende dal tipo di miscela ed è più
semplice nel caso di miscele eterogenee
27/02/2025
Sergio Bontempelli

Metodi per miscugli eterogenei

3Nel caso dei miscugli eterogenei
sono sufficienti metodi semplici
quali:

• sedimentazione
  basata
  sulla
  diversa densità
  Ime

.

• filtrazione
  e
  centrifugazione
  basati sulla diversa dimensione,
  stato
  fisico
  e
  densità
  dei
  componenti
  60
  -EBA 21 --- AND
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Metodi per miscugli omogenei

4Nel caso dei miscugli omogenei è necessario
utilizzare metodiche più impegnative quali:

• l'evaporazione del solvente, la distillazione,
  entrambe basate sulla differente volatilità
  dei componenti,
  LT.Baki
• l'estrazione con solvente, basata sulla
  maggiore affinità di quest'ultimo con un
  componente della miscela,
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  Sergio Bontempelli

5· la cromatografia, basata sulla differente
velocità con cui un solvente trasporta,
per azione capillare attraverso un strato
di materiale inerte, i vari componenti
della miscela
· la cristallizzazione basata sulla diversa
solubilità
27/02/2025
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Metodi di separazione dei componenti di un miscuglio eterogeneo

6Metodi di separazione dei componenti
di un miscuglio eterogeneo
27/02/2025
Sergio Bontempelli

Filtrazione

7Filtrazione
8
Sergio Bontempelli
2/27/2025La filtrazione è un'operazione di separazione utilizzata sia in scala di
laboratorio sia in scala industriale.
La filtrazione è una pratica di laboratorio che può essere utilizzata sia
per scopi separativi, volendo eliminare impurezze solide da liquidi o
soluzioni, che per scopi sintetici volendo isolare un composto
precipitato da una soluzione o cristallizzato.
27/02/2025
Sergio Bontempelli

Filtrazione in natura

9In natura
rappresenta
un
fenomeno
comune
che
riguarda le fonti idriche le cui
acque permeano il terreno in
cui scorrono: ad esempio le
falde profonde sono utilizzate
come
fonte
di
approvvigionamento per acqua
potabile in quanto risultano
purificate
da
intensa
filtrazione.
zona di alimentazione
della falda freatica
fiume
roccia permeabile
falda freatica
roccia impermeabile
l'aria occupa i pori
l'acqua riempie
tutti i pori
zona di alimentazione
della falda artesiana
livello della superficie
superiore della falda
roccia impermeabile
roccia permeabile
falda artesiana
roccia impermeabile
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Sergio Bontempelli

Microfiltrazione

10La microfiltrazione è un processo di
filtrazione che rimuove le particelle
solide da un fluido o da un gas
facendolo passare attraverso una
membrana microporosa.
Tipicamente il diametro dei pori di
queste membrane va dai 0,1 ai 10
um.
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Sergio Bontempelli

Applicazioni della microfiltrazione

11La
microfiltrazione
viene
principalmente utilizzata nei
processi
di
potabilizzazione
dell'acqua per la rimozione dei
batteri
patogeni,
e
nell'industria alimentare per
eliminare sostanze indesiderate
da prodotti liquidi come vino o
latte che ne possono causare il
deperimento.
Concentratone
Impianto microfiltrazione latte
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Sergio Bontempelli

12La microfiltrazione
può essere usata
anche negli impianti
di trattamento delle
acque reflue come
trattamento finale
per depurare
completamente
l'effluente
chiarificato.
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Sergio Bontempelli

Filtrazione in laboratorio

13Filtrazione in laboratorio
27/02/2025
Sergio Bontempelli

Tecnica di filtrazione

14Filtrazione
La filtrazione sfrutta l'azione della
gravità per separare il fluido dalla
fase solida, che viene trattenuta
su una carta da filtro.
Viene
effettuata
facendo
passare
la
sospensione
attraverso la carta filtrante fatta
aderire alle pareti di un imbuto
filtrante che può essere di
dimensioni variabili.
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Sergio Bontempelli

15Occorre
avere
l'accortezza di non far
intasare
l'imbuto
e
controllare che la carta
non
si
sia,
nel
frattempo, danneggiata
facendo passare anche il
solido.
Il solido si deposita sulla carta da
filtro mentre il liquido viene
raccolto in un becher o una beuta.
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Sergio Bontempelli

Preparazione del filtro

16Il filtro può
essere
preparato
conferendogli
manualmente
una
forma a cono, classica, o una forma
pieghettata per una filtrazione più
veloce (per effetto del passaggio di
aria tra le pieghe).
uno strato
tro strati
piegare
aprire
-
1
alamy
piegare
alamy
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Caratteristiche del mezzo filtrante

17
alamy
alamy
alamyCaratteristiche distintive di un mezzo filtrante sono le seguenti:

• porosità, indica le particelle che possono attraversare il mezzo
  filtrante. Ad esempio, particelle piccole vengono trattenute da
  carta a bassa porosità, di contro una grana troppo fine rallenta
  sensibilmente la velocità di filtrazione;
• velocità, indica il tempo impiegato da un liquido per passare
  attraverso il filtro.
  Le due caratteristiche sono tra loro collegate: una carta "rapida"
  ha alta porosità, mentre una carta "lenta" possiede proprietà
  opposte.
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  Sergio Bontempelli

Tipi di carta da filtro

18In laboratorio per eseguire separazioni solido-
liquido si usa la filtrazione su carta.
In commercio sono reperibili dischi di carta di
cellulosa, ad elevata purezza,
con varia
porosità. Sono anche reperibili fogli di carta da
filtro da ritagliare per ottenere lo stesso scopo.
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Sergio Bontempelli

19Le carte da filtro
Whatman
in
cellulosa
sono
contenute in una
confezione
caratterizzate
da
fasce
di colore
diverso
Wivitmaur
ONE
--
----
27/02/2025
Sergio Bontempelli

Filtro "a fascia blu"

20Filtro "a fascia blu ": è una
carta da filtro senza ceneri,
rappresenta uno standard
per le analisi gravimetriche
critiche, dotata della più
bassa porosità(velocità di
filtrazione bassa).
FILTER PAPERS
PAPERS FATRCS
41
Ashicos
Crcien
150mm (
Cat No 1441 150
Whatman®
GRY
(Precipitati analitici tipici includono il solfato di
bario e il carbonato di calcio finemente
precipitato).
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Filtro "a fascia nera" e "a fascia bianca"

21Filtro "a fascia nera": carta da filtro senza ceneri con velocità di
filtrazione molto elevata. Usata per molti metodi quantitativi
standard, soprattutto per applicazioni gravimetriche (es.
determinazioni del contenuto di ceneri negli alimenti)
"Filtri a fascia bianca": carta da filtro senza ceneri per
precipitati di finezza media e con velocità di filtrazione
media. Applicata in molteplici metodi di routine per l'analisi
quantitativa, es. per la determinazione del contenuto di
sabbia negli alimenti, per l'analisi delle sospensioni acquose
nell'industria della carta.
27/02/2025
Sergio Bontempelli

Esperienza di laboratorio: Filtrazione di un miscuglio eterogeneo liquido-solido

22Esperienza di laboratorio
Filtrazione di un miscuglio eterogeneo
liquido-solido
Sergio Bontempelli
27/02/2025

Apparecchiatura necessaria

23Apparecchiatura

• Sostegno a base rettangolare
• Imbuto
  .
• Supporto ad anello
• Carta da filtro
  .
• 2 becher o altri contenitori
• Agitatore di vetro
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  Sergio Bontempelli

Preparazione dell'apparecchiatura

24Preparazione apparecchiatura

• Al sostegno fissare il supporto
  ad anello dove inserire
  l'imbuto
• Dopo aver tagliato un disco da
  carta da filtro di dimensioni
  appropriate o utilizzando
  dischi già predisposti ( * )
  ripiegare il filtro in due e poi in
  quattro e aprirlo in modo da
  ottenere un cono;
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25Preparazione apparecchiatura

• Fare aderire il filtro alle pareti dell'imbuto
  bagnandolo con lo stesso liquido presente nel
  miscuglio(acqua distillata se la fase liquida è
  una soluzione acquosa, alcol se la fase liquida
  è alcolica, ... ) ed esercitando una leggera
  pressione con le dita;
• Provare la velocità di filtrazione: il liquido
  deve scorrere riempiendo completamente il
  gambo dell'imbuto senza trascinare bolle
  d'aria;
  .
• Se è necessario conservare il liquido che passa
  al di sotto del filtro, utilizzare un contenitore
  di raccolta(normalmente un becher) pulito ed
  asciutto.
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Esecuzione della filtrazione

26Esecuzione della filtrazione

• Disporre l'imbuto in modo che il gambo
  aderisca alla parete del becher, in modo che
  il fluido defluisca senza sgocciolare, curando
  che l'estremità del gambo non peschi mai
  dentro la soluzione filtrata;
  .
• Tenere il becher a riposo, in posizione
  inclinata in modo che la maggior parte del
  solido si depositi sul fondo e per evitare
  venga smosso durante la decantazione sul
  filtro;
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  27/02/2025
  Sergio Bontempelli

27· (decantazione) Versare il liquido
limpido sul filtro dirigendolo con una
bacchetta di vetro, e senza che venga
trascinato il solido. Il liquido deve
uscire in getto sottile e continuo
diretto contro le pareti del filtro e non
contro il fondo del filtro;
.
fare attenzione a non riempire troppo
il filtro e a non lacerare la carta con la
bacchetta;
27/02/2025
Sergio Bontempelli

28.
se la decantazione fosse interrotta,
rimettere la bacchetta nel becher, avendo
cura che nessuna goccia di liquido ad essa
aderente cada fuori dal becher o
dall'imbuto;
·
quando il grosso della soluzione è stato
decantato, portare sul filtro il solido
insieme al liquido residuo, operando come
nella decantazione. Il trasporto sul filtro del
solido che rimane aderente al becher nel
caso di soluzioni acquose, deve essere
eseguito utilizzando la spruzzetta: tenendo
con la mano sinistra inclinato il becher e la
bacchetta sopra l'imbuto, dirigere con la
destra il getto d'acqua fino a che il solido
sia trascinato sul filtro;
27/02/2025
Sergio Bontempelli

29· se necessario, per rimuovere le tracce di
solido aderenti le pareti del becher, strofinare
le pareti del becher con la bacchetta di vetro e
poi lavare con la spruzzetta sopra il filtro;
· (lavaggio del residuo sul filtro) E' necessario
proseguire il lavaggio del residuo solido per
ottenere una completa eliminazione delle
"impurezze": dirigere il getto del liquido
prescelto contenuto nella spruzzetta, contro
la parete superiore dell'imbuto e farlo
scendere a spirale fino al fondo del filtro( il
primo getto non deve essere mai diretto
contro il fondo del filtro dove si trova il residuo
solido perché spesso può accadere che la
pressione dell'urto sia tale da far schizzare
fuori la sostanza)
27/02/2025
Sergio Bontempelli

30· Aggiungere liquido a piccole porzioni
per volta e aspettare ogni volta che il
liquido sia completamente filtrato.
Difficile è precisare il numero di lavaggi
necessario per purificare il residuo,
poiché la forza on cui il solido trattiene
le impurezze è in relazione alla sua
superficie: tre lavaggi ben condotti sono
sufficienti se si tiene di quelli eseguiti
con la decantazione e con il trasporto
del solido sul filtro
.
Spostare il filtro ancora umido su un
vetro d'orologio, ed essiccare in stufa ad
aria
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Sergio Bontempelli
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