Kemiska porositetsegenskaper, typer och exempel



den kemisk porositet Är det möjligt för vissa material att absorbera eller släppa igenom vissa ämnen i flytande eller gasfas, genom tomma utrymmen i sin struktur. När man talar om porositet beskrivs delen av "ihåliga" eller tomma utrymmen i ett visst material.

Det representeras av volymdelen av dessa hålrum dividerat med volymen av det totala studerade materialet. Storleken eller det numeriska värdet som härrör från denna parameter kan uttryckas på två sätt: ett värde mellan 0 och 1 eller en procentandel (värde mellan 0 och 100%), för att beskriva hur mycket av ett material som är tomt utrymme.

Trots att flera användningar i olika grenar av rena vetenskaper tillskrivs, appliceras material bland annat, är den huvudsakliga funktionaliteten hos kemisk porositet kopplad till förmågan hos visst material att tillåta absorption av vätskor; det vill säga vätskor eller gaser.

Dessutom analyserar vi genom detta koncept dimensionerna och antalet hål eller "porer" som en sik eller ett partiellt genomträngligt membran har i vissa fasta ämnen.

index

  • 1 Egenskaper
    • 1.1 Sammanfoga två ämnen
    • 1.2 Reaktionshastigheten beror på fastämnets ytutrymme
    • 1.3 Tillgänglighet eller genomtränglighet beror på porerna
  • 2 Typ av kemisk porositet
    • 2,1 Massporositet
    • 2,2 volymetrisk porositet
  • 3 Exempel på kemisk porositet
    • 3,1 zeoliter
    • 3.2 Organiska metallstrukturer med hybridmaterial
    • 3,3 UiO-66
    • 3.4 Övrigt
  • 4 referenser

särdrag

Två ämnen interagerar

Porositet är volympartiet av ett fast antagande som verkligen är ihåligt och är relaterat till hur två substanser interagerar, vilket ger specifika egenskaper hos ledningsförmåga, kristallin, mekanisk och många andra egenskaper..

Reaktionshastigheten beror på fastämnets ytutrymme

I de reaktioner som uppstår mellan en gasformig substans och en fast substans eller mellan en vätska och en fast substans beror reaktionshastigheten i stor utsträckning på utrymmet på det fasta ytan som är tillgänglig så att reaktionen kan utföras.

Tillgänglighet eller genomtränglighet beror på porerna

Den tillgänglighet eller penetrerbarhet som ett ämne kan ha på den inre ytan av en partikel av ett givet material eller en förening, är också nära besläktad med porernas dimensioner och egenskaper, liksom antalet därav.

Typer av kemisk porositet

Porositeten kan vara av många typer (geologisk, aerodynamisk, kemisk bland annat), men när det gäller kemi beskrivs två typer: mass och volym, beroende på vilken typ av material som studeras..

Massporositet

När man hänvisar till massporositeten bestäms en substans förmåga att absorbera vatten. För detta används ekvationen som visas nedan:

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

I denna formel:

Pm representerar andelen porer (uttryckt i procent).
ms refererar till fraktionens massa efter att ha nedsänkts i vatten.
m0 beskriver massan av vilken fraktion som helst av substansen innan den nedsänktes.

Volymetrisk porositet

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

% Pv = ρm/ [pm + (ρF/ Pm)] x 100

I denna formel:

Pv beskriver andelen porer (uttryckt i procent).
ρm avser substansens densitet (utan nedsänkning).
ρF representerar vattnets densitet.

Exempel på kemisk porositet

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

På detta sätt finns ett stort antal av dessa användbara substanser i naturen, men många fler kan syntetiseras i laboratorier.

Att undersöka faktorer som påverkar porositetskvaliteten hos ett reagens gör det möjligt att bestämma vilka möjliga tillämpningar den har och försöka få nya ämnen som hjälper forskare att fortsätta att utvecklas inom områdena vetenskap och teknik av material.

Ett av huvudområdena där kemisk porositet studeras är i katalys, som på andra områden, såsom gasadsorption och separation..

zeoliter

Bevis för detta är forskningen av kristallina och mikroporösa material, såsom zeoliter och strukturen hos organiska metaller.

I detta fall användes zeoliter som katalysatorer i reaktioner som genomförs genom syrakatalys, på grund av deras mineralegenskaper som porös oxid och därmed finns olika typer av zeoliter med porer av liten, medelstor och stor storlek.

Ett exempel på användningen av zeoliter är den katalytiska krackningsprocessen, en metod som används i petroleumraffinaderier för att framställa bensin från en fraktion eller skäras från tung råolja.

Organiska metallstrukturer som involverar hybridmaterial

En annan klass av föreningar som undersöks är strukturerna av organiska metaller som involverar hybridmaterial, skapade från ett organiskt fragment, bindningsämnet och ett oorganiskt fragment som utgör grunden för dessa substanser.

Detta representerar en större komplexitet i sin struktur i förhållande till den för de ovan beskrivna zeoliterna, så den innefattar mycket större möjligheter än tänkbara för zeoliter eftersom de kan användas för utformning av nya material med unika egenskaper.

Trots att det var en grupp av material med liten studietid, har dessa organiska strukturer av metaller varit en produkt av ett stort antal syntes för att producera material med många olika strukturer och egenskaper..

Dessa strukturer är ganska stabila termiskt och kemiskt, inklusive ett speciellt intresse som är en produkt av tereftalsyra och zirkonium, bland andra reagenser.

UiO-66

Detta ämne, benämnt UiO-66, har en omfattande yta med tillräcklig porositet och andra egenskaper som gör det till ett optimalt material för studier inom områdena katalys och adsorption..

andra

Slutligen finns det ett oändligt exempel på farmaceutiska tillämpningar, markundersökningar, oljeindustrin och många andra där substansens porositet används som underlag för att erhålla extraordinära material och använda dem till förmån för vetenskaper.

referenser

  1. Lillerud, K. P. (2014). Porösa material. Återställd från mn.uio.no
  2. Joder, M. U., Karim, A., Kumar, C. (2015). Porositet: Upprättande av förhållandet mellan torkparametrar och torkad livsmedelskvalitet. Hämtad från books.google.co.ve
  3. Burroughs, C., Charles, J. A. et al. (2018). Encyclopedia Britannica. Återställd från britannica.com
  4. Rice, R.W. (2017). Keramikens porositet: Egenskaper och tillämpningar. Hämtad från books.google.co.ve