Chemické charakteristiky pórovitosti, typy a príklady

Ten Chemická pórovitosť Je to schopnosť, že určité materiály musia absorbovať alebo nechať určité látky v kvapalnej alebo plynnej fáze prechádzajú prázdnymi priestormi prítomnými v ich štruktúre. Keď hovoríme o pórovitosti, je opísaná časť „dutých“ alebo prázdnych priestorov v určitom materiáli.

Predstavuje časť objemu týchto dutín vydelených objemom celého študovaného materiálu. Veľkosť alebo numerická hodnota vyplývajúca z tohto parametra je možné vyjadriť dvoma spôsobmi: hodnota medzi 0 a 1 alebo bit percent (hodnota medzi 0 a 100 %), aby sa opísal, koľko materiálu je prázdny priestor.

Kuchyňa je vysoko pórovitá

Aj keď sa viaceré použitia pripisuje v rôznych odvetviach čistých vied, aplikovaných materiálov, okrem iného je hlavná funkčnosť chemickej pórovitosti spojená so schopnosťou určitého materiálu umožniť absorpciu tekutiny; to znamená, tekutiny alebo plyny.

Okrem toho prostredníctvom tohto konceptu sa analyzujú rozmery a množstvo dier alebo „pórov“, ktoré majú čiastočne priepustnú membránu v určitých tuhých látkach.

[TOC]

Charakteristika pórovitosti

Médium s vysokou pórovitosťou (vľavo) a nízkou pórovitosťou (vpravo). Čierne formy predstavujú pevné látky, modrá predstavuje porézne priestory

Dve látky interagujú

Pórovitosť je časť objemu pevného predpokladaného, ​​ktorý je určite dutý a súvisí s spôsobom, akým interagujú dve látky, čo poskytuje špecifické charakteristiky vodivosti, kryštalických, mechanických vlastností a mnohých ďalších.

Rýchlosť reakcie závisí od povrchového priestoru tuhej látky

V reakciách medzi plynnou látkou a tuhou látkou alebo medzi tekutinou a tuhou látkou závisí rýchlosť reakcie do značnej miery od povrchového priestoru tuhej látky, ktorá je dostupná, aby sa reakcia mohla vykonať.

Môže vám slúžiť: Aké sú anorganické chemické funkcie?

Prístupnosť alebo prieniteľnosť závisí od pórov

Prístupnosť alebo penetrabilita, ktorú môže mať látka na vnútornom povrchu častice špecifického materiálu alebo zlúčeniny, tiež úzko súvisí s rozmermi a charakteristikami pórov, ako aj s ich počtom z nich.

Typy chemickej pórovitosti

Pórovitosť môže byť mnohých typov (geologická, aerodynamika, chémia, okrem iného), ale keď sú chémiou, sú opísané dva typy: hmotnosť a objemový, v závislosti od triedy študovaného materiálu.

Hmotnostná pórovitosť

Pri odkazovaní na hmotnostnú pórovitosť sa stanoví schopnosť látky absorbujúcej vody. Na tento účel sa používa rovnica uvedená nižšie:

%P_m = (m_siež - m₀)/m₀ x 100

V tomto vzorci:

P_m Predstavuje podiel pórov (vyjadrených v percentách).
m_siež Vzťahuje sa na hmotnosť frakcie po ponorení do vody.
m₀ Pred ponorením opíšte hmotnosť akejkoľvek zlomku látky.

Objemová pórovitosť

Rovnakým spôsobom sa na určenie objemovej pórovitosti určitého materiálu alebo podielu jeho dutín používa nasledujúci matematický vzorec:

%P_vložka = ρ_m/[ρ_m + (ρ_F/P_m)] x 100

V tomto vzorci:

P_vložka Opíšte podiel pórov (vyjadrených v percentách).
ρ_m Vzťahuje sa na hustotu látky (bez ponorenia).
ρ_F predstavuje hustotu vody.

Príklady chemickej pórovitosti

Príklad porézneho a nie pórovitého média

Jedinečné vlastnosti niektorých poréznych materiálov, ako napríklad počet dutín alebo veľkosť pórov, z nich robia zaujímavý predmet štúdia.

V prírode sa teda nachádza veľké množstvo týchto látok.

Môže vám slúžiť: Enzymatická aktivita: jednotka, meranie, regulácia a faktory

Preskúmanie faktorov, ktoré ovplyvňujú vlastnosti pórovitosti činidla, umožňuje určiť možné aplikácie, ktoré má, a snažia sa získať nové látky, ktoré pomáhajú vedcom naďalej postupovať v oblasti vedy a technológie materiálov.

Jednou z hlavných oblastí, v ktorých sa študuje chemická pórovitosť.

Zeolity

Zeolit

Ukážte, že ide o výskum kryštalických a mikroporéznych materiálov, ako sú zeolity a organická kovová štruktúra.

V tomto prípade sa zeolity používajú ako katalyzátory pri reakciách, ktoré sa vykonávajú pomocou kyslých katalýz, kvôli ich minerálnym vlastnostiam, ako je oxid porézne a že existujú rôzne typy zeolitov s malými, strednými a veľkými pórmi.

Príkladom použitia zeolitov je v procese katalytického krakovania, čo je metóda používaná v ropných rafinériách na výrobu benzínu z frakcie alebo odrezaného z ťažkej ropy.

Organické kovové štruktúry zahŕňajúce hybridné materiály

Ďalšou triedou skúmaných zlúčenín sú organické kovové štruktúry, ktoré zahŕňajú hybridné materiály vytvorené z organického fragmentu, prepojená látka a anorganický fragment, ktorý predstavuje základný základ týchto látok.

To predstavuje väčšiu zložitosť vo svojej štruktúre vzhľadom na štruktúru vyššie opísaných zeolitov, takže obsahuje oveľa väčšie možnosti, ako sú to, čo si vieme predstaviť pre zeolity, pretože sa dajú použiť na návrh nových materiálov s jedinečnými vlastnosťami.

Môže vám slúžiť: Hydronio ión

Napriek tomu, že sú skupinou materiálov s malým časom štúdia, tieto organické kovové štruktúry boli produktom veľkého počtu syntézy na výrobu materiálov s mnohými rôznymi štruktúrami a vlastnosťami.

Tieto štruktúry sú dosť tepelné a chemicky stabilné, vrátane jedného zo zvláštneho záujmu, ktorý je produktom kyseliny tereftalovej a zirkónia, okrem iných činidiel.

UIO-66

Táto látka, nazývaná UIO-66, má rozsiahly povrch s primeranou pórovitosťou a inými charakteristikami, vďaka ktorým je optimálnym materiálom pre štúdie v katalýze a adsorpčných oblastiach.

Ďalší

Nakoniec existuje nekonečna príkladov vo farmaceutických aplikáciách, výskume pôdy, v ropnom priemysle a mnohých ďalších, kde sa pórovitosť látok používa ako základ pre získanie mimoriadnych materiálov a ich používanie v prospech vedy.

Odkazy

1. Lillerud, K. P. (2014). Pórovité materiály. Zotavené z MN.konárov.Nie
2. Joardder, m. Alebo., Karim, a., Kumar, C. (2015). Pórovitosť: Vytvorenie vzťahu medzi sušením a kvalitou sušeného potravín. Zotavené z kníh.Riadenie.co.ísť
3. Burroughs, C., Charles, J. Do. a kol. (2018). Encyclopedia Britannica. Zotavené z Britannice.com
4. Ryža, r. W. (2017). Pórovitosť keramiky: vlastnosti a aplikácie. Zotavené z kníh.Riadenie.co.ísť