Kjemiske porøsitetsegenskaper, typer og eksempler

De Kjemisk porøsitet Det er evnen at visse materialer må absorbere eller la visse stoffer i flytende eller gassformig fase passere gjennom tomme rom som er til stede i strukturen. Når du snakker om porøsitet, beskrives den delen av "hul" eller tomme rom i bestemt materiale.

Det er representert av den delen av volumet av disse hulrommene delt på volumet til hele det undersøkte materialet. Størrelsen eller den numeriske verdien som følge av denne parameteren kan uttrykkes på to måter: en verdi mellom 0 og 1 eller litt prosent (verdi mellom 0 og 100 %), for å beskrive hvor mye av et materiale som er tomt rom.

Kjøkkenet er svært porøst

Selv om flere bruksområder tilskrives i forskjellige grener av rene vitenskaper, anvendt, av materialer, blant annet, er hovedfunksjonaliteten til kjemisk porøsitet knyttet til evnen til visse materialer til å tillate væskeabsorpsjon; det vil si væsker eller gasser.

I tillegg, gjennom dette konseptet, blir dimensjonene og mengden hull eller "porer" som har en delvis permeabel membran i visse faststoffer analysert.

[TOC]

Porøsitetsegenskaper

Medium med høy porøsitet (venstre) og lav porøsitet (til høyre). Svarte former representerer faste stoffer, blå representerer porøse rom

To stoffer samhandler

Porøsitet er den delen av volumet til et faststoff som er antatt som absolutt er hul og er relatert til måten to stoffer samhandler, noe som gir spesifikke egenskaper for konduktivitet, krystallinske, mekaniske egenskaper og mange andre.

Reaksjonsfrekvaliteten avhenger av overflaten til det faste stoffet

I reaksjonene mellom et gassformig stoff og et fast stoff eller mellom en væske og et faststoff, avhenger hastigheten på en reaksjon i stor grad av overflaten til det faste stoffet som er tilgjengelig slik at reaksjonen kan utføres.

Kan tjene deg: Hva er uorganiske kjemiske funksjoner?

Tilgjengelighet eller penetrbarhet avhenger av porene

Tilgjengeligheten eller gjennomtrengeligheten som et stoff kan ha på den indre overflaten av en partikkel av et spesifikt materiale eller forbindelse, er også intimt relatert til dimensjonene og egenskapene til porene, så vel som med antall av dem.

Typer kjemisk porøsitet

Porøsiteten kan være av mange typer (geologisk, aerodynamikk, kjemi, blant andre), men når de er kjemi er to typer beskrevet: masse og volumetrisk, avhengig av klassen av materiale som blir studert.

Masseporøsitet

Når man refererer til masseporøsitet, bestemmes evnen til et stoff med absorberende vann. For dette brukes ligningen vist nedenfor:

%P_m = (m_s - m₀)/M₀ x 100

I denne formelen:

P_m representerer andelen porer (uttrykt i prosent).
m_s Det refererer til massen av brøkdelen etter å ha blitt nedsenket i vann.
m₀ Beskriv massen til enhver brøkdel av stoffet før den blir nedsenket.

Volumetrisk porøsitet

På samme måte, for å bestemme den volumetriske porøsiteten til et visst materiale eller andelen av hulrommene, brukes følgende matematiske formel:

%P_v = ρ_m/[ρ_m + (ρ_F/S_m)] x 100

I denne formelen:

P_v Beskriv andelen porer (uttrykt i prosent).
ρ_m Det refererer til tettheten av stoffet (uten nedsenking).
ρ_F representerer vanntetthet.

Eksempler på kjemisk porøsitet

Eksempel på et porøst og ikke porøst medium

De unike egenskapene til noen porøse materialer, for eksempel antall hulrom eller størrelsen på porene, gjør dem til et interessant studieobjekt.

Dermed finnes et stort antall av disse stoffene med enormt nytteverdi i naturen, men mange flere kan syntetiseres i laboratorier.

Kan tjene deg: Enzymatisk aktivitet: Enhet, måling, regulering og faktorer

Undersøkelse av faktorene som påvirker porøsitetskvalitetene til et reagens gjør det mulig å bestemme de mulige anvendelsene det har og prøver å skaffe nye stoffer som hjelper forskere å fortsette å avansere innen vitenskap og teknologi for materialer.

Et av hovedområdene der kjemisk porøsitet blir studert, er på katalyse, som i andre områder som gaseadsorpsjon og separasjon.

Zeolitter

Zeolitt

Vis at dette er undersøkelsen av krystallinske og mikroporøse materialer, for eksempel zeolitter og organisk metallstruktur.

I dette tilfellet brukes zeolitter som katalysatorer i reaksjoner som utføres ved hjelp av syrekatalyse, på grunn av deres mineralegenskap.

Et eksempel på bruk av zeolitter er i den katalytiske sprekkprosessen, en metode som brukes i oljeraffinerier for å produsere bensin fra en brøkdel eller kuttet fra tung råolje.

Organiske metallstrukturer som involverer hybridmaterialer

En annen klasse av forbindelser som blir undersøkt er organiske metallstrukturer som involverer hybridmaterialer, skapt fra et organisk fragment, det koblede stoffet og et uorganisk fragment som utgjør det grunnleggende grunnlaget for disse stoffene.

Dette representerer en større kompleksitet i sin struktur med hensyn til den for zeolittene beskrevet ovenfor, så det inkluderer mye større muligheter enn de som kan tenkes for zeolittene, siden de kan brukes til utforming av nye materialer med unike egenskaper.

Det kan tjene deg: Hydronio ion

Til tross for at de er en gruppe materialer med liten studietid, har disse organiske metallstrukturene vært et produkt av et stort antall syntese for å produsere materialer med mange forskjellige strukturer og egenskaper.

Disse strukturene er ganske termiske og kjemisk stabile, inkludert en av spesiell interesse som er et produkt av tereftallsyre og zirkonium, blant andre reagenser.

UIO-66

Dette stoffet, kalt UIO-66, har en omfattende overflate med tilstrekkelig porøsitet og andre egenskaper som gjør det til et optimalt materiale for studier i katalyse og adsorpsjonsområder.

Andre

Endelig er det en uendelig eksempler i farmasøytiske anvendelser, jordforskning, i oljeindustrien og mange andre der porøsiteten til stoffer brukes som grunnlag for å oppnå ekstraordinære materialer og bruke dem til fordel for vitenskap.

Referanser

1. Lillerud, k. P. (2014). Porøse materialer. Gjenopprettet fra Mn.UIO.Nei
2. Joardder, m. ELLER., Karim, a., Kumar, ca. (2015). Porøsitet: Å etablere forholdet mellom tørkeparamere og tørket matkvalitet. Gjenopprettet fra bøker.Google.co.gå
3. Burroughs, ca., Charles, J. TIL. et al. (2018). Britannica Encyclopedia. Gjenopprettet fra Britannica.com
4. Ris, r. W. (2017). Porøsitet av keramikk: egenskaper og applikasjoner. Gjenopprettet fra bøker.Google.co.gå