Kjemiske porøsitetskarakteristikker, typer og eksempler



den kjemisk porøsitet er evnen til visse materialer til å absorbere eller slippe gjennom visse stoffer i flytende eller gassfase, gjennom tomme rom som er tilstede i sin struktur. Når man snakker om porøsitet, er delen av "hule" eller tomme mellomrom i et bestemt materiale beskrevet.

Det er representert av volumdelen av disse hulrom delt på volumet av det totale materialet som er studert. Størrelsen eller tallverdien som følge av denne parameteren kan uttrykkes på to måter: en verdi mellom 0 og 1 eller en prosentandel (verdi mellom 0 og 100%), for å beskrive hvor mye av et materiale som er tomt.

Selv tilskrives flere bruksområder i ulike grener av ren vitenskap påført, materialer, blant andre, er den viktigste funksjon av den kjemiske porøsitet knyttet til evnen besatt visse materialer for å tillate absorpsjon av fluider; det vil si væsker eller gasser.

I tillegg analyserer vi gjennom dette konseptet dimensjonene og antall hull eller "porer" som en sik eller en delvis permeabel membran har i visse faste stoffer.

index

  • 1 Egenskaper
    • 1.1 Samhandle to stoffer
    • 1.2 Reaksjonshastigheten avhenger av overflaten av det faste stoffet
    • 1.3 Tilgjengelighet eller gjennomtrengelighet er avhengig av porene
  • 2 Typer kjemisk porøsitet
    • 2,1 Masseporøsitet
    • 2,2 volumetrisk porøsitet
  • 3 Eksempler på kjemisk porøsitet
    • 3,1 zeolitter
    • 3.2 Organiske metallstrukturer som involverer hybridmaterialer
    • 3.3 UiO-66
    • 3.4 Andre
  • 4 referanser

funksjoner

To stoffer samhandler

Porøsitet er volumdelen av en solid antagelse som er absolutt hul og er relatert til måten som to stoffer samhandler på, noe som gir den spesifikke egenskaper ved konduktivitet, krystallinsk, mekanisk og mange andre egenskaper..

Reaksjonshastigheten avhenger av overflaten av det faste stoffet

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

Tilgjengelighet eller gjennomtrengelighet er avhengig av porene

Tilgjengeligheten eller gjennomtrengelighet som et stoff kan ha på den indre overflate av en partikkel av et gitt materiale eller en forbindelse, er også nært beslektet med porenees dimensjoner og karakteristika, så vel som antallet derav.

Typer av kjemisk porøsitet

Porøsiteten kan være av mange typer (geologisk, aerodynamisk, kjemisk), men når det gjelder kjemi, beskrives to typer: masse og volumetrisk, avhengig av hvilken type materiale som studeres..

Masseporøsitet

Når man refererer til masseporøsiteten, bestemmes evnen til et stoff for å absorbere vann. For dette blir ligningen vist nedenfor:

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

I denne formelen:

Pm representerer andelen porer (uttrykt som prosentandel).
ms refererer til fraksjonens masse etter å ha blitt nedsenket i vann.
m0 beskriver massen av en hvilken som helst brøkdel av stoffet før det blir nedsenket.

Volumetrisk porøsitet

På samme måte, for å bestemme den volumetriske porøsiteten til et bestemt materiale eller andelen av dens hulrom, anvendes følgende matematiske formel:

% Pv = ρm/ [ρm + (ρF/ Pm)] x 100

I denne formelen:

Pv beskriver andelen porer (uttrykt som prosentandel).
ρm refererer til tettheten av stoffet (uten nedsenking).
ρF representerer tettheten av vannet.

Eksempler på kjemisk porøsitet

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

På denne måten finnes et stort antall av disse stoffene av stor nytte i naturen, men mange flere kan syntetiseres i laboratorier.

Undersøkelse av faktorene som påvirker porøsitetskvaliteten til et reagens, gjør det mulig å bestemme hvilke mulige anvendelser det har, og å forsøke å skaffe nye stoffer som hjelper forskere til å fortsette å utvikle seg innen områdene vitenskap og teknologi av materialer.

Et av hovedområdene der kjemisk porøsitet studeres, er i katalyse, som i andre områder som gassadsorpsjon og separasjon..

zeolitter

Bevis for dette er forskning av krystallinske og mikroporøse materialer, slik som zeolitter og strukturen av organiske metaller.

I dette tilfelle benyttes zeolitter som katalysatorer i reaksjoner som utføres ved hjelp av syrekatalyse, på grunn av deres mineralegenskaper som porøst oksid, og at det finnes forskjellige typer zeolitter med små, mellomstore og store porer.

Et eksempel på bruk av zeolitter er i katalytisk krakkingsprosess, en metode som brukes i oljeraffinaderier for å produsere bensin fra en brøkdel eller kutt fra tung råolje..

Organiske metallstrukturer som involverer hybridmaterialer

En annen klasse av forbindelser som undersøkes er strukturer av organiske metaller som involverer hybridmaterialer, opprettet fra et organisk fragment, bindingsstoffet og et uorganisk fragment som utgjør det grunnleggende grunnlaget for disse stoffene.

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

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

Disse strukturene er ganske stabile termisk og kjemisk, inkludert en spesiell interesse som er et produkt av tereftalsyre og zirkonium, blant annet 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 innen katalyse og adsorpsjon..

andre

Til slutt er det et uendelig eksempel på farmasøytiske anvendelser, jordundersøkelser, oljeindustrien og mange andre hvor stoffets porøsitet brukes som grunnlag for å skaffe ekstraordinære materialer og bruke dem til fordel for vitenskapen.

referanser

  1. Lillerud, K. P. (2014). Porøse materialer. Gjenopprettet fra mn.uio.no
  2. Joder, M. U., Karim, A., Kumar, C. (2015). Porøsitet: Etablering av forholdet mellom tørkeparametre og tørket matkvalitet. Hentet fra books.google.co.ve
  3. Burroughs, C., Charles, J.A. et al. (2018). Encyclopedia Britannica. Gjenopprettet fra britannica.com
  4. Rice, R. W. (2017). Porøsitet av Keramikk: Egenskaper og applikasjoner. Hentet fra books.google.co.ve