Filtración
La filtración separa un sólido de un fluido haciendo pasar la mezcla por un medio poroso que retiene las partículas sólidas.
La filtración es una técnica de separación que consiste en hacer pasar una mezcla de un sólido y un fluido (líquido o gas) a través de un medio poroso, el filtro, que retiene las partículas sólidas y deja pasar el fluido. Es una operación presente en la vida diaria, desde preparar un café hasta potabilizar el agua, y básica en cualquier laboratorio.
¿Qué es la filtración?
El principio es sencillo: el filtro tiene poros de un tamaño determinado. Las partículas más pequeñas que los poros atraviesan el medio y las mayores quedan retenidas. Se trata de un método físico, por lo que las sustancias no cambian su naturaleza; solo se separan. Es adecuado para mezclas heterogéneas, y en particular para las suspensiones, en las que el sólido está disperso en el líquido pero no disuelto.
El término procede del latín medieval filtrum, «fieltro», el tejido que se empleaba antiguamente para colar líquidos.
Una filtración deja dos productos con nombres propios:
- Residuo: el sólido que se queda en el filtro.
- Filtrado: el fluido que lo atraviesa.
Material de laboratorio
- Embudo de vidrio o de plástico, con papel de filtro liso o plegado en pliegues («filtro de pliegues») para aumentar la superficie.
- Vaso de precipitados o matraz de Erlenmeyer para recoger el filtrado.
- Varilla de vidrio para dirigir el líquido sin salpicar.
- En la filtración a vacío: embudo Büchner, matraz kitasato y trompa o bomba de vacío.
Tipos de filtración
| Tipo | Cómo funciona | Cuándo se usa |
|---|---|---|
| Por gravedad | El líquido atraviesa el papel solo por su peso | Cantidades pequeñas de sólido |
| A vacío (Büchner) | Se reduce la presión bajo el filtro y la succión acelera el paso | Sólidos abundantes o líquidos viscosos; secar el residuo |
| En caliente | Se filtra la disolución caliente, para que no cristalice en el filtro | Eliminar impurezas insolubles antes de una cristalización |
| Por membrana | Membranas sintéticas con poros muy finos y presión | Potabilización, industria alimentaria y farmacéutica |
| De gases | El aire pasa por fibras o mallas que retienen partículas | Mascarillas, aspiradoras, ventilación |
Filtración por membrana
Según el tamaño de las partículas que retienen, las membranas se clasifican, de poros mayores a menores, en:
- Microfiltración: retiene partículas del orden de micras, como bacterias y sedimentos.
- Ultrafiltración: retiene virus, macromoléculas y coloides.
- Nanofiltración: retiene moléculas pequeñas e iones divalentes, como el calcio y el magnesio.
- Ósmosis inversa: aplicando presión se obliga al agua a atravesar una membrana que retiene casi todas las sales disueltas; es la base de la desalación del agua del mar.
Qué se puede y qué no se puede filtrar
La filtración solo separa partículas más grandes que los poros del filtro. Por eso:
- Sirve para separar arena del agua, café molido del café líquido o precipitados en una reacción.
- No separa una sustancia disuelta: la sal en el agua pasa íntegra por el papel. Para eso se recurre a la evaporación, la cristalización o la destilación.
- Los coloides tienen partículas tan pequeñas que atraviesan el papel normal y requieren ultrafiltración.
- Si el sólido se deposita por sí solo, a veces basta la decantación antes de filtrar.
Aplicaciones
- Agua potable: los lechos de arena y grava eliminan sólidos en suspensión y las membranas retiran microorganismos.
- Cocina: café, infusiones, aceite o zumos.
- Salud: los riñones filtran la sangre y producen la orina; la hemodiálisis imita esa función de forma artificial. Los filtros HEPA, usados en quirófanos y salas limpias, retienen según la norma estadounidense al menos el 99,97 % de las partículas de 0,3 micras.
- Industria: clarificación de vino y cerveza, fabricación de fármacos estériles, depuración de aguas residuales.
- Análisis químico: aislar y pesar un precipitado, en gravimetría, o preparar muestras antes de usar técnicas como la cromatografía.
La filtración es una de las técnicas clásicas de los métodos de separación de mezclas.
Ejercicios resueltos
1. Se tienen 25,0 g de una mezcla de arena y sal. Se disuelve en agua y se filtra; la arena seca pesa 18,0 g. ¿Cuál es el porcentaje en masa de cada componente?
La arena queda en el papel; la sal pasa disuelta al filtrado. Arena: 18,0/25,0 × 100 = 72 %. Sal (por diferencia): 25,0 − 18,0 = 7,0 g, es decir 7,0/25,0 × 100 = 28 %. Resultado: 72 % de arena y 28 % de sal.
2. Un filtro tarda 4 minutos en filtrar 500 mL de una suspensión. ¿Cuál es el caudal de filtrado?
Caudal = 500 mL / 4 min = 125 mL/min.
3. ¿Se puede separar por filtración (a) harina en agua y (b) azúcar en agua? Justifica.
(a) Sí: la harina forma una suspensión y sus partículas quedan retenidas por el filtro. (b) No: el azúcar se disuelve, forma una disolución homogénea y sus moléculas atraviesan los poros. (a) sí, (b) no.
Preguntas frecuentes
¿Qué se obtiene al filtrar una mezcla?
Dos productos: el residuo, que es el sólido retenido en el filtro, y el filtrado, que es el líquido o gas que lo atraviesa. Según lo que interese, se aprovecha uno u otro.
¿Sirve la filtración para separar una disolución?
No. Las partículas disueltas son tan pequeñas que atraviesan cualquier filtro convencional. Para separar un soluto del disolvente se usan la evaporación, la cristalización o la destilación.
¿Por qué se pliega el papel de filtro?
Al plegarlo en abanico aumenta la superficie por la que pasa el líquido y la filtración es mucho más rápida que con un papel liso en forma de cono.
¿Cuándo se hace una filtración a vacío?
Cuando hay mucho sólido, la mezcla es viscosa o se quiere obtener el residuo lo más seco posible. La diferencia de presión acelera el paso del líquido por el embudo Büchner.
¿Qué diferencia hay entre filtración y decantación?
En la filtración se usa una barrera porosa que retiene el sólido. En la decantación se deja reposar la mezcla hasta que el componente más denso se deposita, y se vierte el otro con cuidado.
Referencias
- Skoog, D. A., West, D. M., Holler, F. J. y Crouch, S. R. Fundamentos de química analítica. Cengage Learning.
- Chang, R. y Goldsby, K. Química. McGraw-Hill.
- McCabe, W. L., Smith, J. C. y Harriott, P. Operaciones unitarias en ingeniería química. McGraw-Hill.
Cómo citar este artículo
Equipo de Conceptualia. (2026). «Filtración». Conceptualia. https://conceptualia.es/ciencias-naturales/quimica/filtracion/
