Фильтр Шотта

Фильтр Шотта – важный инструмент, без которого не обойдётся ни одна химическая лаборатория. Этот стеклянный прибор с длинным носиком и встроенным фильтрующим элементом обеспечивает эффективное и быстрое очищение растворов от различных примесей, взвесей и осадков. Рассмотрим подробнее историю его создания, конструкцию и применение в различных областях химии.

Фильтр Шотта

История создания
Фильтр Шотта был изобретён в конце XIX века немецким химиком и предпринимателем Фридрихом Отто Шоттом, основателем компании, производящей лабораторную посуду.

Фридрих Отто Шотт (1851-1935)

Фридрих Отто Шотт родился в 1851 году в немецком городе Виттене. С юных лет его привлекало стеклоделие, которым занимался его отец. Увлеченный семейным ремеслом, Отто изучал химию, минералогию и физику. В 24 года он защитил диссертацию на тему «Вклад в теорию и практику изготовления стекла». В возрасте 26 лет Шотт основал завод по производству йода и селитры в Овьедо, Испания. Там он начал проводить фундаментальные исследования процессов плавления, стеклообразования и кристаллизации различных химических соединений.

В конце 1879 года Отто Шотт поделился своими успехами в разработке стекла на основе лития с физиком Эрнстом Аббе. Новое стекло имело уникальные оптические свойства, кардинально отличившее его от использовавшихся в то время материалов. Впоследствии Эрнст Аббе и Отто Шотт объединились с Карлом Цейсом, и в 1884 году они основали компанию, известную как «Schott & Genossen Glass Works of Jena».

Через полтора года компания разработала новые виды апохроматических линз с оптимальными показателями преломления и дисперсии, которые устраняли хроматические аберрации, улучшая четкость изображения и устраняя пятна. Новые стеклянные материалы позволили повысить разрешающую способность оптических инструментов до современных стандартов.

Рекламный плакат фирмы Zeiss 1934 года.

Рекламный плакат фирмы Zeiss 1934 года.

В период с 1887 по 1893 годы Шотт создал боросиликатное стекло, отличавшееся высокой термостойкостью и устойчивостью к резким температурным изменениям и химическим воздействиям. Этот материал Шотт использовал для производства различных изделий, таких как термометры, лабораторная посуда, фармацевтические трубки, флаконы, бытовая посуда. Особенно ценными были термостойкие колбы для газовых ламп Auer, которые начали использоваться на улицах европейских городов в 1894 году. Популярность этой технологии освещения привела к значительному увеличению спроса на боросиликатное стекло, что принесло компании огромные прибыли и способствовало расширению экспорта продукции по всему миру.

Отто Шотт был выдающимся немецким химиком и стеклоделом, который внёс значительный вклад в развитие химической стеклянной промышленности. Его исследования в области химического и лабораторного стекла привели к созданию высококачественного лабораторного оборудования, включающего фильтр Шотта.

Фильтр Шотта – усовершенствованная Шоттом воронка для фильтрования, в которую он придумал вплавить стеклянную пористую пластинку. Для получения этой пластинки сначала необходимо распылить расплавленное стекло в воду – таким путём получают стеклянный порошок, состоящий из маленьких шариков различных размеров. После охлаждения стеклянного порошка и классификации его по размеру приступают к последнему этапу: высокотемпературному сплавлению необходимой фракции, приводящему к получению пластинки из пористого стекла, вплавляемой впоследствии в нижнюю часть стеклянного фильтра.

Фильтры Шотта различного размера

До этого для фильтрования использовали обычные воронки, в которые вручную помещали фильтровальную бумагу. Фильтр Шотта поистине стал прорывом в мире фильтрования из-за ряда преимуществ по сравнению с обычными воронками с фильтровальной бумагой:

Химическая стойкость: Стеклянный фильтр Шотта обладает высокой химической инертностью, что делает его устойчивым к агрессивным кислотам, щелочам и органическим растворителям. Фильтровальная бумага может разрушаться или взаимодействовать с некоторыми химическими веществами, что ограничивает её использование в некоторых реакциях.
Многократное использование: Фильтр Шотта можно использовать многократно, так как его легко очищать. Его можно промывать или даже стерилизовать при высоких температурах, что делает его более долговечным и экономически эффективным по сравнению с одноразовой фильтровальной бумагой.
Термостойкость: Стеклянные фильтры Шотта выдерживают высокие температуры, что позволяет использовать их для фильтрации горячих растворов или в процессе сушки. Фильтровальная бумага может сгореть или разрушиться в таких условиях.
Постоянная пористость: Пористость фильтра Шотта постоянна и заранее известна, что позволяет проводить фильтрацию с точным контролем размера частиц, проходящих через фильтр. В случае с фильтровальной бумагой пористость может варьироваться, что может приводить к неравномерной фильтрации.
Отсутствие механических повреждений: В отличие от фильтровальной бумаги, стеклянный фильтр не подвержен разрывам или повреждениям при перемешивании или интенсивной работе с растворами.

Всё это позволило автоматизировать процесс фильтрования и сделать его более надежным. Первое упоминание о воронке Шотта встречается в каталоге продукции Jenaer Glaswerk Schott & Gen. в 1896 году. Воронка быстро завоевала популярность благодаря удобству использования и высокому качеству фильтрации. К началу XX века фильтр Шотта становится обязательным элементом оснащения химических лабораторий.

Памятник Отто Шотту в Майнце, Германия.

Памятник Отто Шотту в Майнце, Германия.

Основатель современной стекольной науки Отто Шотт превратил Йену в ключевой промышленный центр Германии. В 2011 году по решению городского совета Майнца в его честь была названа школа Otto-Schott-Gymnasium. Существует также премия Otto Schott Research Award, которая ежегодно чередуется с Carl Zeiss Research Award, отмечая выдающиеся достижения в научных исследованиях и их применении в промышленности.