Karakteristike, tipovi i primjeri kemijske poroznosti



kemijska poroznost je sposobnost određenih materijala da apsorbiraju ili ispuštaju određene tvari u tekućoj ili plinovitoj fazi, kroz prazne prostore prisutne u njegovoj strukturi. Kada se govori o poroznosti, opisuje se dio "šupljih" ili praznih prostora u određenom materijalu.

Prikazana je volumnim udjelom tih šupljina podijeljenih s volumenom ukupnog proučavanog materijala. Magnituda ili numerička vrijednost koja proizlazi iz ovog parametra može se izraziti na dva načina: vrijednost između 0 i 1 ili postotak (vrijednost između 0 i 100%), kako bi se opisalo koliko je materijala prazan prostor.

Unatoč tome što se u različitim granama čistih znanosti pripisuju višestruke primjene, između ostalog, primijenjeni materijali, glavna funkcionalna značajka kemijske poroznosti povezana je sa sposobnošću određenog materijala da omogući apsorpciju tekućina; to jest, tekućine ili plinovi.

Osim toga, kroz ovaj koncept analiziramo dimenzije i broj rupa ili "pora" koje sito ili djelomično propusna membrana ima u određenim krutinama.

indeks

  • 1 Značajke
    • 1.1. Interakcija dvije tvari
    • 1.2 Brzina reakcije ovisi o površinskoj površini krutine
    • 1.3 Dostupnost ili prodornost ovisi o porama
  • 2 Vrste kemijske poroznosti
    • 2.1 Masovna poroznost
    • 2.2 Volumetrijska poroznost
  • 3 Primjeri kemijske poroznosti
    • 3.1 Zeoliti
    • 3.2. Organske strukture metala koje uključuju hibridne materijale
    • 3.3 UiO-66
    • 3.4 Ostalo
  • 4 Reference

značajke

Dvije tvari međusobno djeluju

Poroznost je volumenski dio čvrste pretpostavke koja je svakako šuplja i odnosi se na način na koji dvije tvari međusobno djeluju, dajući mu specifične karakteristike provodljivosti, kristalne, mehaničke i mnoge druge osobine..

Brzina reakcije ovisi o površinskom prostoru krutine

U reakcijama koje se odvijaju između plinovite tvari i krute tvari ili između tekućine i krute tvari, brzina reakcije u velikoj mjeri ovisi o raspoloživom prostoru površine krutine, tako da se reakcija može provesti..

Dostupnost ili prodornost ovisi o porama

Dostupnost ili prodornost koju tvar može imati na unutarnjoj površini čestice određenog materijala ili spoja, također je usko povezana s dimenzijama i karakteristikama pora, kao i s njihovim brojem..

Vrste kemijske poroznosti

Poroznost može biti mnogih vrsta (geološka, ​​aerodinamička, kemijska, među ostalima), ali kada je riječ o kemiji, opisane su dvije vrste: masa i volumetrija, ovisno o vrsti materijala koji se proučava..

Masena poroznost

Kada se govori o masenoj poroznosti, određuje se sposobnost tvari da apsorbira vodu. Za to se koristi sljedeća jednadžba:

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

U ovoj formuli:

Pm predstavlja udio pora (izražen kao postotak).
ma Odnosi se na masu frakcije nakon što je uronjen u vodu.
m0 opisuje masu bilo koje frakcije tvari prije potapanja.

Volumetrijska poroznost

Isto tako, za određivanje volumetrijske poroznosti određenog materijala ili udjela njegovih šupljina koristi se sljedeća matematička formula:

% Pv = ρm/ [rm + (ρF/ Pm)] x 100

U ovoj formuli:

Pv opisuje udio pora (izražen kao postotak).
ρm odnosi se na gustoću tvari (bez uranjanja).
ρF predstavlja gustoću vode.

Primjeri kemijske poroznosti

Jedinstvene karakteristike nekih poroznih materijala, kao što je broj šupljina ili veličina njihovih pora, čine ih zanimljivim predmetom istraživanja.

Na taj se način u prirodi nalazi veliki broj tih tvari koje su od velike koristi, ali ih se u laboratorijima može sintetizirati mnogo više.

Ispitivanje čimbenika koji utječu na kvalitete poroznosti reagensa omogućuje utvrđivanje mogućih primjena i pokušaj dobivanja novih tvari koje znanstvenicima pomažu da nastave napredovati u području znanosti i tehnologije materijala..

Jedno od glavnih područja u kojima se proučava kemijska poroznost je u katalizi, kao iu drugim područjima kao što je adsorpcija i separacija plina..

zeoliti

Dokaz za to su istraživanja kristalnih i mikroporoznih materijala, kao što su zeoliti i struktura organskih metala..

U ovom slučaju, zeoliti se koriste kao katalizatori u reakcijama koje se provode kiselom katalizom, zbog svojih mineralnih svojstava kao poroznog oksida i na to da postoje različiti tipovi zeolita s porama male, srednje i velike veličine.

Primjer uporabe zeolita je u procesu katalitičkog krekiranja, metoda koja se rabi u rafinerijama nafte za proizvodnju benzina iz frakcije ili izrezana iz teške nafte..

Organske metalne strukture koje uključuju hibridne materijale

Druga klasa spojeva koji se istražuju su strukture organskih metala koje uključuju hibridne materijale, stvorene od organskog fragmenta, veznu tvar i anorganski fragment koji čine temeljnu osnovu za ove tvari.

To predstavlja veću složenost u svojoj strukturi u odnosu na gore opisane zeolite, tako da sadrži mnogo veće mogućnosti nego što se može zamisliti za zeolite, budući da se mogu koristiti za oblikovanje novih materijala s jedinstvenim svojstvima.

Unatoč tome što je to skupina materijala s malo vremena proučavanja, te organske strukture metala bile su proizvod velikog broja sinteza za proizvodnju materijala s mnogo različitih struktura i svojstava..

Ove strukture su prilično stabilne toplinski i kemijski, uključujući i one od posebnog interesa koje su proizvod tereftalne kiseline i cirkonija, među ostalim reagensima.

Uio-66

Ova tvar, nazvana UiO-66, ima veliku površinu s odgovarajućom poroznošću i drugim karakteristikama koje ga čine optimalnim materijalom za studije u područjima katalize i adsorpcije..

drugi

Konačno, postoji beskonačnost primjera u farmaceutskim primjenama, istraživanjima tla, u naftnoj industriji i mnogim drugim područjima gdje se poroznost tvari koristi kao osnova za dobivanje izvanrednih materijala i njihovo korištenje u korist znanosti.

reference

  1. Lillerud, K.P. (2014). Porozni materijali. Oporavio se od mn.uio.no
  2. Joardder, M. U., Karim, A., Kumar, C. (2015). Poroznost: utvrđivanje odnosa parametara sušenja i kvalitete sušene hrane. Preuzeto s books.google.co.ve
  3. Burroughs, C., Charles, J.A. (2018.). Encyclopedia Britannica. Oporavio se od britannica.com
  4. Rice, R. W. (2017). Poroznost keramike: svojstva i primjena. Preuzeto s books.google.co.ve