Filtração

O que é Filtração?

Filtrar é separar partes de um todo que tenham entre si características distintas. Na química dizemos que filtração é a separação de componentes de uma mistura heterogênea, em que esses estejam em estados físicos diferentes, sendo um deles fluído, líquido ou gasoso e o outro um sólido.

Para que haja esse processo físico de separação é necessária a presença de um filtro, material poroso que permite a passagem do componente fluído e retém o sólido. Em laboratório normalmente é usado o filtro de papel em disco, porém há outros tipos de filtros, como podemos observar no uso cotidiano para diferentes funções.

Um exemplo clássico é o preparo do café: inicialmente são misturados água e pó de café, essa solução passa por um filtro (seja de papel, pano ou sintético), retendo o sólido e deixando sair somente o líquido preto.

E fica a questão: Por que não sai somente água depois dessa filtração? Porque a quantidade de café que foi solubilizada passa com a parte líquida, restando no filtro somente o excesso sólido.

Esse método é chamado filtração comum, nele um dos componentes da mistura precisa estar no estado sólido e o outro no estado líquido, precisando também que o filtro tenha poros menores que o sólido, o qual se deseja reter, para que esse permaneça sobre o filtro e passe somente a fase líquida.

Outro método de filtração, ainda separando líquidos e sólidos, é a filtração a vácuo, a qual é usada para processos que se filtrados pela filtração comum seria muito demorada. Esse segundo método necessita de equipamentos um pouco mais elaborados, o funil de Buchner, feito de porcelana e contendo no fundo buracos para passar a parte líquida e o kitassato, uma vidraria com o formato de um erlenmeyer, porém com um cano na lateral da parte mais fina para ser encaixada uma mangueira que ligará o kitassato à trompa de água.

A função desta trompa é retirar parte do ar da vidraria através de um mecanismo físico chamado de efeito Venturi, assim, essa retirada de ar que tende ao vácuo diminui a pressão dentro do recipiente e por consequência acelera o mecanismo de filtração.

Existe também a filtração para separar componentes sólidos e gasosos que estão juntos em uma mistura, a parte gasosa é a que fluirá e o sólido será retido no filtro, assim como na filtração de líquido e sólido. Um bom exemplo a ser mencionado aqui é o nariz, os pelos localizados no interior são para reter partículas, filtrando parte do ar que é respirado. O mesmo mecanismo se aplica em ar condicionado e aspirador de pó, onde se tem um filtro para reter o sólido e deixar passar o ar.

Luciana Moretti Angelo

Processo de Filtração

A filtração é uma operação mecânica ou física pela qual os sólidos são separados de fluidos (líquidos ou gases) em uma mistura com a ajuda de um meio que é chamado de filtro.

Quando a mistura é colocada em contato com um filtro, o filtro permite que o fluido passe através dele, mas retém pelo menos parte do material sólido.

O fluido que passa através do filtro é chamado de filtrado, e o material sólido que permanece no filtro é chamado de resíduo. Dependendo da aplicação, um ou ambos os componentes podem ser isolados.

Métodos de filtração são muitas vezes utilizados para remover substâncias nocivas do ar ou da água, tais como reduzir a poluição do ar ou para tornar a água potável.

Os químicos usam frequentemente a filtração para separar materiais de diferentes composições químicas.

Em escala industrial, a filtragem é utilizada pelas indústrias de óleo, gás, alimentos e bebidas e farmacêutica, entre outras.

Os municípios usam técnicas de filtração ao tratar esgoto e água purificadora.

Métodos

O processo de filtração separa as partículas sólidas de um fluido numa suspensão, e o fluido pode ser um líquido ou um gás (ou um fluido supercrítico).

Existem vários métodos de filtração. Em cada caso, as partículas a serem removidas são aprisionadas pelo filtro, enquanto o fluido passa através dele.

O método mais simples de filtração é passar uma suspensão de um sólido num fluido através de uma interface porosa de modo que o sólido é aprisionado, mas o fluido passa através dele.

Este princípio baseia-se na diferença de tamanho das partículas que compõem o fluido e as que compõem o sólido. No laboratório, pode utilizar-se um funil de Büchner ou um funil de Hirsch, com um papel de filtro que serve como barreira porosa.

Por exemplo, uma experiência para demonstrar a existência de organismos microscópicos envolve a comparação de água não filtrada com água passada através de porcelana não esmaltada. Quando deixada em recipientes selados, a água filtrada demora mais tempo a passar por falta, mostrando que até organismos microscópicos (como bactérias) podem ser removidos de fluidos por filtragem adequadamente projetada.

Alguns métodos baseiam-se no princípio da atração eletrostática entre partículas carregadas de forma oposta.

Estes tipos de filtros podem ficar entupidos, ou os seus locais ativos podem ser preenchidos pelos materiais indesejados. No entanto, a maioria dos filtros químicos são projetados para que o filtro pode ser lavado com um produto químico que irá remover os materiais indesejados, permitindo que o filtro para ser reutilizado.

Para separar uma mistura de compostos químicos sólidos, um químico pode escolher um solvente que dissolva um componente mas não dissolva o outro. Quando esta mistura é filtrada, o componente em solução passa através do filtro, enquanto o outro é retido pelo filtro. Esta é uma das técnicas mais importantes usadas pelos químicos para purificar compostos.

Alternativamente, se vários compostos estiverem em solução, o químico pode adicionar um reagente que precipite um ou mais dos compostos. A mistura pode então ser filtrada para separar o precipitado dos materiais dissolvidos.

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