Kemiska porositetsegenskaper, typer och exempel

De Kemisk porositet Det är förmågan att vissa material måste ta upp eller låta vissa ämnen i vätska eller gasformiga fas passera genom tomma utrymmen som finns i deras struktur. När man talar om porositet beskrivs delen av ”ihåliga” eller tomma utrymmen i vissa material.

Det representeras av den del av volymen av dessa hålrum dividerad med volymen på hela materialet som studerats. Storleken eller det numeriska värdet till följd av denna parameter kan uttryckas på två sätt: ett värde mellan 0 och 1 eller lite procent (värde mellan 0 och 100 %) för att beskriva hur mycket av ett material som är tomt utrymme.

Köket är mycket poröst

Även om flera användningsområden tillskrivs i olika grenar av rena vetenskaper, tillämpade, av material, bland annat, är den huvudsakliga funktionaliteten för kemisk porositet kopplad till förmågan hos vissa material att möjliggöra fluidabsorption; det vill säga vätskor eller gaser.

Genom detta koncept analyseras dessutom dimensionerna och mängden hål eller "porer" som har ett delvis permeabelt membran i vissa fasta ämnen.

[TOC]

Porositetsegenskaper

Medium med hög porositet (vänster) och låg porositet (höger). Svarta former representerar fasta ämnen, blå representerar porösa utrymmen

Två ämnen interagerar

Porositet är den del av volymen av ett fastställt som verkligen är ihåligt och är relaterat till hur två ämnen interagerar, vilket ger specifika egenskaper för konduktivitet, kristallina, mekaniska egenskaper och många andra.

Reaktionens snabbhet beror på ytutrymmet på det fasta ämnet

I reaktionerna mellan ett gasformigt ämne och ett fast ämne eller mellan en vätska och ett fast ämne beror hastigheten på en reaktion till stor del på ytutrymmet på det fasta ämnet som är tillgängligt så att reaktionen kan utföras.

Kan tjäna dig: vad är oorganiska kemiska funktioner?

Tillgänglighet eller penetribilitet beror på porer

Tillgängligheten eller penetribiliteten som ett ämne kan ha på den inre ytan av en partikel av ett specifikt material eller förening, är också intimt relaterad till porens dimensioner och egenskaper, liksom med antalet av dem.

Typer av kemisk porositet

Porositeten kan vara av många typer (geologisk, aerodynamik, kemi, bland andra), men när de är kemi beskrivs två typer: massa och volymetriska, beroende på materialklass som studeras.

Massporositet

När man hänvisar till massporositet bestäms förmågan hos ett ämne av absorberande vatten. För detta används ekvationen som visas nedan:

%P_m = (m_s - m₀)/m₀ x 100

I denna formel:

P_m representerar andelen porer (uttryckt i procent).
m_s Det hänvisar till fraktionens massa efter att ha varit nedsänkt i vatten.
m₀ Beskriv massan av någon del av ämnet innan du är nedsänkt.

Volymetrisk porositet

På samma sätt, för att bestämma den volymetriska porositeten hos ett visst material eller andelen av dess hålrum, används följande matematiska formel:

%P_v = ρ_m/[ρ_m + (ρ_F/P_m)] x 100

I denna formel:

P_v Beskriv andelen porer (uttryckt i procent).
ρ_m Det hänvisar till ämnets densitet (utan att fördjupa sig).
ρ_F representerar vattentätheten.

Exempel på kemisk porositet

Exempel på ett poröst och inte poröst medium

De unika egenskaperna hos vissa porösa material, till exempel antalet hålrum eller storleken på deras porer, gör dem till ett intressant studieobjekt.

Således finns ett stort antal av dessa ämnen med enorm nytta i naturen, men många fler kan syntetiseras i laboratorier.

Kan tjäna dig: enzymatisk aktivitet: enhet, mätning, reglering och faktorer

Undersökning av de faktorer som påverkar porositetskvaliteterna hos ett reagens gör det möjligt att bestämma de möjliga applikationer som det har och försöka få nya ämnen som hjälper forskare att fortsätta att gå vidare inom områdena vetenskap och materialteknik.

Ett av de viktigaste områdena där kemisk porositet studeras är på katalys, som i andra områden som gasadsorption och separering.

Zeoliter

Zeolit

Visa att detta är undersökningen av kristallina och mikroporösa material, såsom zeoliter och organisk metallstruktur.

I detta fall används zeoliter som katalysatorer i reaktioner som utförs med hjälp av syrakatalys på grund av deras mineralegenskaper såsom oxidporös och att det finns olika typer av zeoliter med små, medelstora porer.

Ett exempel på användningen av zeoliter är i den katalytiska sprickprocessen, en metod som används i oljeraffinaderier för att producera bensin från en bråkdel eller snitt från tung råolja.

Organiska metallstrukturer som involverar hybridmaterial

En annan klass av föreningar som undersöks är organiska metallstrukturer som involverar hybridmaterial, skapade av ett organiskt fragment, det länkade ämnet och ett oorganiskt fragment som utgör den grundläggande grunden för dessa ämnen.

Detta representerar en större komplexitet i sin struktur med avseende på den för de zeoliter som beskrivs ovan, så det innehåller mycket större möjligheter än de som kan tänkas för zeoliterna eftersom de kan användas för utformning av nya material med unika egenskaper.

Det kan tjäna dig: hydroniojon

Trots att de är en grupp material med liten studietid har dessa organiska metallstrukturer varit produkten av ett stort antal syntes för att producera material med många olika strukturer och egenskaper.

Dessa strukturer är ganska termiska och kemiskt stabila, inklusive en av speciella intressen som är produkten av tereftallinsyra och zirkonium, bland andra reagens.

Uio-66

Detta ämne, kallad UIO-66, har en omfattande yta med adekvat porositet och andra egenskaper som gör det till ett optimalt material för studier i katalys- och adsorptionsområden.

Andra

Slutligen finns det en oändlighet av exempel i farmaceutiska tillämpningar, markforskning, inom oljeindustrin och många andra där porositeten i ämnen används som grund för att få extraordinära material och använda dem till förmån för vetenskap.

Referenser

1. Lillerud, K. P. (2014). Poröst material. Återhämtat sig från MN.uio.Nej
2. Joardder, m. ELLER., Karim, a., Kumar, c. (2015). Porositet: Upprätta förhållandet mellan torkningsparamer och torkad matkvalitet. Återhämtat sig från böcker.Google.co.gå
3. Burroughs, c., Charles, J. TILL. et al. (2018). Britannica encyklopedi. Återhämtat sig från Britannica.com
4. Ris, r. W. (2017). Porositet av keramik: egenskaper och tillämpningar. Återhämtat sig från böcker.Google.co.gå