Filtration : les différentes techniques

La filtration est une technique de séparation utilisée pour isoler un solide contenu dans une solution ou pour éliminer des impuretés solides présentes dans une solution. Elle peut s'effectuer sous pression atmosphérique, sous pression réduite, à chaud ou à froid.

Filtration à pression atmosphérique

Le filtre utilisé est en papier dont la porosité devra être choisie en fonction de la granulométrie du solide à filtrer. Le papier filtre est placé dans un entonnoir. Il existe différents type de papiers caractérisés par la taille des pores, par leur volume de rétention du liquide et de leur vitesse de filtration. Pour les placer correctement dans l'entonnoir, les papiers filtres ronds doivent être préalablement pliés pour leur donner une forme conique selon le schéma ci-dessous.

Verser le liquide contenant le solide dans l'entonnoir muni du papier filtre. Le liquide s'écoule par gravité tandis que le papier retient le solide.
Il est également possible d'utiliser à la place du papier filtre d'un bout de coton bouchant la tubulure de l'entonnoir. Ce type de filtration est rapide mais aucun contrôle de la granulométrie des particules n'est garanti. On utilise ce principe pour réaliser des filtrations rapides pour éliminer de grosses particules.
Si une filtration à chaud est nécessaire, ce qui peut être le cas dans une recristallisation, l'entonnoir peut être placé dans une étuve pour le chauffer. Des chauffes entonnoir existent également sur le marché.

Filtration sous pression réduite

La filtration sous pression réduite permet de diminuer significativement le temps de filtration. La réduction de la pression peut être effectuée à l'aide d'une trompe à eau ou d'une pompe à vide.

Filtration sur Büchner

Pour utiliser du papier filtre sous pression réduite, on utilise un entonnoir Büchner. Cet entonnoir généralement en porcelaine, présente un fond plat et percé ( un peu comme une passoire !).

Le papier filtre est déposé sur le fond plat et humecté avec du solvant afin qu'il épouse bien la forme de l'entonnoir. Celui-ci est ensuite placé sur une fiole à vide (erlenmeyer en verre épais muni d'une sortie sur leqel oon branche un tuyau pour pouvoir effectuer le vide). Un adaptateur de forme conique en caoutchouc permet de faire l'étanchéité.

Filtration sur verre fritté

Les entonnoirs munis de verre frittés sont très pratiques mais bien plus coûteux à l'achat. La porosité du verre fritté est indiquée par un numéro de 0 à 5 pour des pores de plus en plus petits. Comme pour le Büchner, l'entonnoir est placé sur une fiole à vide à l'aide d'un cône en caoutchouc qui permet de faire l'étanchéité.

Taille des pores en fonction de la porosité du verre fritté