Воронка Бюхнера - незаменимое приспособление для фильтрации жидкостей в химической лаборатории. От эффективности ее работы зависит чистота получаемых веществ. Ключевым фактором, влияющим на скорость и качество фильтрации, является размер пор в перегородке воронки. Давайте разберемся, какой должна быть оптимальная воронка Бюхнера для конкретных задач.
Конструкция воронки Бюхнера и принцип работы
Воронка Бюхнера представляет собой фарфоровую воронку, внутри которой расположена специальная перегородка с многочисленными отверстиями различного диаметра. Сверху воронка имеет широкое цилиндрическое горлышко для загрузки фильтруемой жидкости, а снизу - хвостовик для соединения с приемной колбой. Главное отличие от обычной лабораторной воронки - наличие перегородки-фильтра внутри.
Принцип работы воронки Бюхнера основан на фильтровании жидкости под вакуумом. Для этого ее устанавливают в специальную колбу, к которой подсоединяют линию вакуума или водоструйный насос. Создавая пониженное давление под перегородкой воронки, можно значительно ускорить процесс фильтрации по сравнению с обычной гравитационной схемой.
Воронка Бюхнера фарфоровая No 2, 80х130 мм ГОСТ 9147-80 предназначена для фильтрования растворов с помощью фильтровальной бумаги под давлением (вакуумом). На перегородку с отверстиями внутри воронки Бюхнера помещают фильтровальный материал - лист фильтровальной бумаги, тканевый или войлочный фильтр. За счет разрежения жидкость активно проходит сквозь этот слой, оставляя частицы загрязнений на фильтре. В результате мы получаем отфильтрованный дистиллят в приемной колбе.
Типы и размеры воронок Бюхнера
Промышленность выпускает несколько стандартных типоразмеров воронок Бюхнера, обозначаемых номерами от 1 до 6. Чем больше номер воронки, тем бо́льший ее диаметр и объем:
- No 1 - диаметр 65 мм
- No 2 - диаметр 80 мм
- No 3 - диаметр 100 мм
- No 4 - диаметр 150 мм
- No 5 - диаметр 160 мм
- No 6 - диаметр 215 мм
Бóльшие воронки способны быстрее фильтровать жидкость за счет увеличенной площади фильтрации. Но для небольших объемов удобнее использовать меньшие номера.
Также с увеличением размера растут высота воронки, количество и диаметр отверстий в перегородке. Это тоже влияет на скорость процесса. Например, "воронка бюхнера" No 6 имеет до 195 отверстий диаметром 3 мм каждое.
| Тип воронки | Число отверстий | Диаметр отверстий, мм |
| No 1 | 25 | 1,25 |
| No 2 | 61 | 1,5 |
| No 6 | 195 | 3 |
Исходя из этих параметров, можно подобрать оптимальный типоразмер "воронки бюхнера" под конкретный объем и вязкость фильтруемого вещества.
Для небольших объемов разбавленных растворов лучше брать воронки No 1-3, а для высоковязких суспензий или работы с большими объемами - No 4-6. Также выпускаются промышленные воронки диаметром до 500 мм для фильтрования в промышленных масштабах.
Материалы для изготовления воронок Бюхнера
Традиционно воронки Бюхнера производят из фарфора - очень прочного, термо- и химически стойкого материала. Фарфоровая воронка выдерживает температуру до +600°C, ее можно использовать для фильтрации агрессивных кислот и щелочей (кроме плавиковой кислоты).
Наряду с классическим фарфором сейчас применяют и другие материалы:
- Стекло - дешевле фарфора, но хрупкое и не выдерживает сильный нагрев
- Пластик - легкий и недорогой, но ограничен по температурам и стойкости к химикатам
- Металл - прочный, но подвержен коррозии от химически активных веществ
- Керамика - компромисс между хрупким фарфором и пластиком, средняя цена
Качество фильтрации воронки Бюхнера
Помимо скорости фильтрации, важен и ее результат - чистота отфильтрованного продукта. Этот параметр во многом зависит от плотности и однородности используемого фильтровального материала (качество и пористость фильтровальной бумаги).
Сама по себе воронка Бюхнера является лишь каркасом для этих фильтрующих элементов. Поэтому при выборе нужно обращать внимание в первую очередь на качество бумаги, а не материал воронки.
Чистка и уход за воронкой Бюхнера
Для длительного срока службы воронки Бюхнера важен правильный уход за изделием:
- После использования промыть воронку водой и просушить
- Периодически очищать отверстия от засоров и отложений
- Беречь от ударов и резких перепадов температур
- Хранить в сухом месте вдали от едких химикатов
С этой целью сейчас часто используют не дорогие фарфоровые, а более дешевые стеклянные или пластиковые воронки Бюхнера. При работе с агрессивными веществами лучше брать запасные изделия.
