Le verre fritté

Le verre fritté permet de filtrer une solution ou bien de faire buller un gaz. Celui-ci est présent sur les entonnoirs de filtration, les essoreuses, les flacons laveurs, les tubes plongeants, certaines électrodes...
La grosseur des pores est classifiée de 00 à 7. Cet article est rédigé à partir de données recueillies dans les catalogues SCHOTT Durant group, dans un ancien catalogue de CORNING France et de mes cours de technologie du lycée technique Dorian.

Un fritté c'est quoi?

Pour les novices, je précise qu'un fritté en verre a un aspect blanc et opaque; il est pourtant uniquement constitué de verre. Les disques ou cylindres poreux filtrants sont couramment appelés frittés. Ils sont faits de poudre de verre agglomérée par des procédés industriels. La grosseur des grains détermine donc la porosité. L'usage d'un verre fritté se fait bien évidemment sans aucun filtre papier.
Attention: ne confondez pas les entonnoirs qui ont une plaque frittée et ceux qui portent une plaque de Büchner. Ces derniers, dotés d'une plaque en verre avec fentes s'utilisent avec un papier filtre ou bien un filtre à membrane. Si vous commettiez cette funeste confusion, vos camarades poufferaient et vous montreraient du doigt.

Plaque de Büchner à fentes. Catalogue Schott Duran group.

Entonnoir de Büchner. Catalogue Schott.

 

 

 

 

 

Comment choisir sa porosité?

C'est certainement le point le plus important et vous seul pouvez le déterminer. Comment? Sur la base de vos documents de travail et de votre travail bibliographique. Si vous doutez, le souffleur de verre peut vous renseigner sur les caractéristiques des frittés.

Sa nomenclature. 

Plus le chiffre identifiant la porosité est élevé et plus les pores sont petits.

• Porosité 00: 200 à 500 microns. Usages spéciaux.
• Porosité 0  : 150 à 200 microns. Filtration de grosses particules.
• Porosité 1  : 90 à 150 microns. Filtration grossière de précipités et de gaz. Lavage de gaz dans un liquide et extraction de gros grains.
• Porosité 2  : 40 à 90 microns. Préparation de précipités moyens ou cristallins ou filtration moyenne des gaz.
• Porosité 3  : 20 à 40 microns. Préparation et travaux d'analyses de précipités fins. Filtration de gaz fin ou dispersion fine d'un gaz dans un liquide. Extraction sur des matières à grains fins.
• Porosité 4  : 10 à 20 microns. Préparations et travaux d'analyses de précipités fins.
• Porosité 5  : 4 à 6 microns. Valve d'arrêt du mercure. Préparations et travaux d'analyses de précipités très fins.
• Porosité 7  : moins de 1.7 micron. Travaux bactériologiques. Cette porosité est très rare et n'est même plus proposée dans les catalogues de verrerie transformable.

 J'ai observé que les porosités les plus demandées en chimie organique sont P3 et P4. J'ai souvent soudés ces plaques sur des entonnoirs ou bien sur des colonnes chromatographiques. Attention, dès la porosité 4 des problèmes apparaissent. Les pores se bouchent très facilement.

Comment reconnaitre sa porosité?

Le matériel fabriqué en industrie est souvent sérigraphié et la porosité y est indiquée. C'est moins courant pour les appareils transformés dans les ateliers. Les souffleurs ont trouvé une astuce simple et efficace pour indiquer la porosité; ils tracent des traits de crayon de papier sur la tranche des disques avant de souder.
Si aucune indication n'est présente, il faut regarder la grosseur des grains. les grains P00, P0, P1 et P2 sont assez gros et visibles à l’œil nu. Pour différencier les P3, P4 et P5, c'est plus difficile. Au toucher, les plaques P4 et P5 sont plus lisses que la P3.

Sa première utilisation.

 Mise en garde: la suite de cet article décrit quelques manipulations potentiellement dangereuses. Les informations sont largement extraites des catalogues de verrerie scientifique. Ces actions ne doivent être faites ou encadrées que par des professionnels et uniquement dans un laboratoire. Vous restez seul responsable de vos actes.

Les industriels préconisent, afin de débarrasser le fritté des impuretés et des poussières, de le laver par succion avec de l'acide chlorhydrique chaud puis de le rincer à fond avec de l'eau.

Ses limites.

• Un fritté est sensible à la différence de pression, celle-ci ne devra pas excéder un bar.
• Un fritté est très vulnérable aux chocs thermiques. Je vous déconseille d'exposer votre matériel à de fortes et brusques différences de températures. 

Comment le nettoyer?

 Vous devez être prompt à nettoyer l'appareil, l'opération n'en sera que plus facile. Un fritté propre, c'est plus de sécurité pour les autres et pour vous-même.
Souvent, un rinçage par un courant d'eau sous pression modérée, en sens inverse de la filtration est suffisant pour extraire le précipité. Les filtres bouchés par des poussières ou des crasses sont facilement nettoyés par des détergents. Le curettage et le grattage avec les spatules ou  des objets pointus peuvent endommager la surface du disque.

Son nettoyage chimique.

Tout d'abord les mauvaises idées: l'acide fluorhydrique même très très dilué, faut pas! Non, non, non. L'acide phosphorique concentré et chaud et les lessives alcalines concentrées ne doivent pas être utilisées. 
 Quelques exemples de nettoyages chimiques proposés dans les catalogues de verrerie.

•  Oxydes de cuivre ou de fer: Acide chlorhydrique chaud additionné de chlorate de potassium.

• Chlorure d'argent: solution d'ammoniaque ou d'hyposulfite de sodium.
• Sulfate de Baryum: acide sulfurique concentré chaud.
• Résidus de mercure: acide nitrique concentré et chaud.
• Graisses, huiles: tétrachlorure de carbone. Acétone, isopropanol.
• Albumine, viscose, glucose: ammoniaque chaud ou acide chlorhydrique. Lessive de soude (5 à 10%). Mélange d'acides sulfurique et nitrique concentrés et chauds.
• Autres matières organiques: Acide sulfurique chaud additionné de nitrate de sodium ou de potassium, ou d'acide nitrique.
• Protoxyde de cuivre: acide chlorhydrique chaud et chlorate de potassium.

Le coin des experts.

J'ai scanné deux pages d'un ancien catalogue Corning France. Vous y trouverez les graphes et les calculs pour trouver le débit d'un fritté.

Calcul du débit doc 1, catalogue CORNING France.

Calcul du débit doc 2, catalogue CORNING France.

L'avis du souffleur.

Toutes les grandes marques de verrerie scientifique fabriquent des frittés de qualité. J'ai cependant une préférence pour la marque ROBU qui offre des plaques très résistantes.