Kémiai porozitás jellemzők, típusok és példák



az kémiai porozitás az egyes anyagok azon képessége, hogy bizonyos anyagokat folyadék vagy gázfázisban abszorbeáljanak vagy engedjenek át a szerkezetben lévő üres helyeken keresztül. A porozitásról beszélve az egyes anyagok „üreges” vagy üres helyeinek részeit írjuk le.

Ezt az üregek térfogatát képviseli, és megosztva a vizsgált teljes anyag térfogatával. Az ebből a paraméterből eredő nagyság vagy számérték kétféleképpen fejezhető ki: 0 és 1 közötti érték, vagy százalékos érték (0 és 100% közötti érték), hogy leírják, hogy egy anyag mennyi üres hely..

Annak ellenére, hogy többféle felhasználást alkalmaztak a tiszta tudományok különböző ágaiban, az alkalmazott anyagokat, többek között, a kémiai porozitás fő funkcionalitását az egyes anyagoknak a folyadékok felszívódását lehetővé tevő képességéhez kötik; vagyis folyadékok vagy gázok.

Ezen túlmenően ezen koncepció segítségével elemezzük a lyukak vagy "pórusok" méreteit és számát, amelyeket egy szitán vagy egy részlegesen áteresztő membrán bizonyos szilárdanyagokban tartalmaz..

index

  • 1 Jellemzők
    • 1.1 Interakció két anyaggal
    • 1.2 A reakciósebesség a szilárd anyag felületétől függ
    • 1.3 A hozzáférhetőség vagy a penetráció a pórusoktól függ
  • 2 A kémiai porozitás típusai
    • 2.1. A tömeges porozitás
    • 2.2 Térfogati porozitás
  • 3 Példák a kémiai porozitásra
    • 3.1 Zeolitok
    • 3.2 Hibrid anyagokat tartalmazó szerves fémszerkezetek
    • 3.3 UiO-66
    • 3.4 Egyéb
  • 4 Referenciák

jellemzői

Két anyag kölcsönhatásba lép

A porozitás a szilárd feltételezés térfogata, amely minden bizonnyal üreges és a két anyag kölcsönhatásának módjához kapcsolódik, ami a vezetőképesség, a kristályos, mechanikai és sok más tulajdonság specifikus jellemzőit adja..

A reakciósebesség a szilárd anyag felületétől függ

A gáz-halmazállapotú anyag és egy szilárd anyag vagy egy folyadék és egy szilárd anyag között fellépő reakciókban a reakció gyorsasága nagymértékben függ a rendelkezésre álló szilárd anyag felületétől, hogy a reakció végrehajtható legyen..

A hozzáférhetőség vagy a penetráció a pórusoktól függ

Az anyag hozzáférhetősége vagy áthatolhatósága egy adott anyag vagy vegyület részecskéjének belső felületén is szorosan kapcsolódik a pórusok méreteihez és jellemzőihez, valamint azok számához..

A kémiai porozitás típusai

A porozitás sokféle lehet (többek között geológiai, aerodinamikai, kémiai), de a kémia tekintetében kétféle típus van leírva: tömeg és térfogat, a vizsgált anyag típusától függően..

Tömegporozitás

A tömeges porozitás vonatkozásában meghatározzuk az anyag vízfelvevő képességét. Ehhez az alábbi egyenlet kerül felhasználásra:

% Pm = (ms - m0) / m0 x 100

Ebben a képletben:

Pm a pórusok arányát jelenti (százalékban kifejezve).
ms a frakció tömegére utal a vízbe merítés után.
m0 az anyag bármilyen frakciójának tömegét írja le, mielőtt bemerülne.

Térfogati porozitás

Hasonlóképpen egy bizonyos anyag térfogati porozitásának vagy üregeinek arányának meghatározásához a következő matematikai képletet kell használni:

% Pv = ρm/ [ρm + (ρF/ Pm)] x 100

Ebben a képletben:

Pv leírja a pórusok arányát (százalékban kifejezve).
ρm az anyag sűrűségére utal (víz alá).
ρF a víz sűrűségét jelenti.

A kémiai porozitás példái

Egyes porózus anyagok egyedi tulajdonságai, mint például az üregek száma vagy a pórusok mérete, érdekes tárgyaknak teszik őket.

Ily módon a nagy hasznosságú anyagok nagy része megtalálható a természetben, de a laboratóriumokban még sok más szintetizálható.

A reagensek porozitási tulajdonságait befolyásoló tényezők vizsgálata lehetővé teszi, hogy meghatározzák a lehetséges alkalmazásokat, és megpróbálják új anyagok beszerzését segíteni, amelyek segítik a tudósokat az anyagok tudományos és technológiai területén történő továbbfejlesztésében..

A kémiai porozitás vizsgálatának egyik fő területe a katalízis, mint más területeken, mint például a gázadszorpció és szétválasztás..

zeolitok

Ennek bizonyítéka a kristályos és mikropórusos anyagok, mint például a zeolitok és a szerves fémek szerkezete..

Ebben az esetben a zeolitokat katalizátorként használják olyan reakciókban, amelyeket savas katalízissel végeznek, ásványi tulajdonságaik miatt porózus oxidként, és hogy különböző típusú zeolitok vannak kis, közepes és nagy méretű pórusokkal..

A zeolitok alkalmazásának egyik példája a katalitikus krakkolási eljárás, amelyet az olajfinomítók használnak benzin előállítására frakcióból vagy nehéz nyersolajból vágva..

Szerves fémszerkezetek, amelyek hibrid anyagokat tartalmaznak

A vizsgált vegyületek egy másik csoportja a szerves fémek szerkezete, amelyek egy szerves fragmensből, a kötőanyagból és egy szervetlen fragmensből származó hibrid anyagokat tartalmaznak, amelyek ezeknek az anyagoknak az alapját képezik..

Ez struktúrájában nagyobb összetettséget jelent a fent leírt zeolitokéhoz képest, így sokkal nagyobb lehetőségeket kínál, mint a zeolitoknál elképzelhetőek, mivel új anyagokat tervezhetnek egyedi tulajdonságokkal..

Annak ellenére, hogy ezek a fémek kevés tanulmányi idővel rendelkeznek, ezek a fémszerkezetek nagyszámú szintézis eredménye, amelyek sokféle szerkezettel és tulajdonsággal rendelkező anyagokat állítanak elő..

Ezek a szerkezetek termikusan és kémiailag meglehetősen stabilak, köztük különösen fontosak a tereftálsav és a cirkónium termékei..

UIO-66

Ez az UiO-66 nevű anyag kiterjedt, megfelelő porozitású és egyéb jellemzőkkel rendelkezik, amelyek optimális anyagot alkotnak a katalízis és az adszorpció területén végzett vizsgálatokhoz..

mások

Végül végtelen példák vannak a gyógyszeripari alkalmazásokban, a talajvizsgálatokban, az olajiparban és sokan másokban, ahol az anyagok porozitását alapul szolgálják a rendkívüli anyagok beszerzéséhez és a tudományok hasznosításához..

referenciák

  1. Lillerud, K. P. (2014). Porózus anyagok. Az mn.uio.no fájlból visszaállítva
  2. Joardder, M. U., Karim, A., Kumar, C. (2015). Porozitás: a szárítási paraméterek és a szárított élelmiszerminőség kapcsolatának megállapítása. A következőt kapta: books.google.co.ve
  3. Burroughs, C., Charles, J. A. et al. (2018). Encyclopedia Britannica. A britannica.com-ból visszanyert
  4. Rice, R. W. (2017). A kerámia porozitása: Tulajdonságok és alkalmazások. A következőt kapta: books.google.co.ve