Keemilised poorsuse karakteristikud, tüübid ja näited



The keemiline poorsus on teatud materjalide võime absorbeerida või lasta läbi teatud ainete vedelas või gaasilises faasis selle struktuuris olevate tühjade ruumide kaudu. Poorsusest rääkides kirjeldatakse teatud materjali "õõnsate" või tühjade ruumide osa.

Seda esindab nende õõnsuste ruumala, mis on jagatud uuritud materjali mahuga. Sellest parameetrist tulenevat suurust või numbrilist väärtust saab väljendada kahel viisil: väärtus vahemikus 0 kuni 1 või protsent (väärtus vahemikus 0 kuni 100%), et kirjeldada, kui palju materjali on tühja ruumi.

Hoolimata sellest, et neile on omistatud mitmekesiseid kasutusviise puhta teaduse erinevates harudes, rakendatakse materjale, muu hulgas keemilise poorsuse peamine funktsionaalsus, mis on seotud teatud materjali võimega vedelike imendumiseks; see tähendab vedelikke või gaase.

Lisaks analüüsime selle kontseptsiooni kaudu mõõtmeid ja avade või pooride arvu, mida sõel või osaliselt läbilaskev membraan on teatud tahketes ainetes..

Indeks

  • 1 Omadused
    • 1.1 Koostage kaks ainet
    • 1.2 Reaktsiooni kiirus sõltub tahke aine pinnast
    • 1.3 Kättesaadavus või läbitungimine sõltub pooridest
  • 2 Keemilise poorsuse tüübid
    • 2.1 Massiline poorsus
    • 2.2 Volumetriline poorsus
  • 3 Keemilise poorsuse näited
    • 3.1. Tseoliidid
    • 3.2 Hübriidmaterjalidega seotud orgaanilised metallkonstruktsioonid
    • 3.3 UiO-66
    • 3.4 Muu
  • 4 Viited

Omadused

Kaks ainet suhtlevad

Poorsus on kindla eelduse mahuosa, mis on kindlasti õõnes ja on seotud viisiga, kuidas kaks ainet interakteeruvad, andes talle spetsiifilised omadused juhtivusele, kristallilisele, mehaanilisele ja paljudele teistele omadustele..

Reaktsiooni kiirus sõltub tahke aine pinnast

Reaktsioonides, mis tekivad gaasilise aine ja tahke aine või vedeliku ja tahke aine vahel, sõltub reaktsiooni kiirus suurel määral olemasoleva tahke aine pinnast, nii et reaktsiooni saab läbi viia..

Kättesaadavus või läbitungimine sõltub pooridest

Aine ligipääs või läbilaskvus, mis võib olla antud materjali või ühendi osakese sisepinnal, on samuti tihedalt seotud pooride mõõtmete ja omadustega, samuti nende arvuga..

Keemilise poorsuse tüübid

Poorsus võib olla mitut tüüpi (muuhulgas geoloogiline, aerodünaamiline, keemiline), kuid kui tegemist on keemiaga, kirjeldatakse kahte tüüpi: mass ja mahuline, sõltuvalt uuritava materjali liigist..

Massiline poorsus

Massi poorsusele viidates määratakse aine võime imada vett. Selleks kasutatakse alltoodud võrrandit:

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

Selles valemis:

Pm tähistab pooride osakaalu (väljendatuna protsendina).
ms Mõiste "fraktsioon" viitab fraktsiooni massile pärast vee allveetamist.
m0 kirjeldab aine mis tahes osa massi enne vee allamist.

Volumetriline poorsus

Samuti kasutatakse teatud materjali mahulise poorsuse või õõnsuste osakaalu määramiseks järgmist matemaatilist valemit:

% Pv = ρm/ [ρm + (ρf/ Pm)] x 100

Selles valemis:

Pv kirjeldab pooride osakaalu (protsentides).
ρm viitab aine tihedusele (ilma sukeldamiseta).
ρf tähistab vee tihedust.

Keemilise poorsuse näited

Mõnede poorsete materjalide unikaalsed omadused, nagu õõnsuste arv või nende pooride suurus, muudavad need huvitavaks objektiks..

Sel moel leitakse suur hulk neid väga kasulikke aineid looduses, kuid laborites võib sünteesida veel palju.

Reagentide poorsusomadusi mõjutavate tegurite uurimine võimaldab määrata kindlaks võimalikud rakendused ja püüda saada uusi aineid, mis aitavad teadlastel jätkata teaduse ja tehnoloogia valdkonnas..

Üks peamisi valdkondi, kus uuritakse keemilist poorsust, on katalüüs, nagu teistes valdkondades nagu gaasi adsorptsioon ja eraldamine..

Tseoliidid

Selle tõenduseks on kristalliliste ja mikropoorsete materjalide, näiteks tseoliitide ja orgaaniliste metallide struktuuri uurimine..

Sel juhul kasutatakse tseoliite katalüsaatoritena reaktsioonides, mis viiakse läbi happekatalüüsiga, kuna nende mineraalsed omadused on poorseks oksiidiks ja et seal on eri tüüpi tseoliite väikeste, keskmise suurusega ja suurte pooridega..

Zeoliitide kasutamise näide on katalüütilise krakkimise protsess, mida kasutatakse naftatöötlemistehastes, et toota bensiini fraktsioonist või lõigata raskest toornaftast..

Orgaanilised metallkonstruktsioonid, mis sisaldavad hübriidmaterjale

Teine uuritavate ühendite klass on orgaaniliste metallide struktuur, mis hõlmab hübriidmaterjale, mis on loodud orgaanilisest fragmendist, siduvast ainest ja anorgaanilisest fragmendist, mis on nende ainete põhialus..

See kujutab endast struktuuri suuremat keerukust, võrreldes eespool kirjeldatud tseoliitidega, nii et see sisaldab palju suuremaid võimalusi kui tseoliitidele ette kujutada, kuna neid saab kasutada uute ainetega, millel on unikaalsed omadused..

Hoolimata sellest, et need on materjalide rühm, millel on vähe õppeaega, on need metallide orgaanilised struktuurid olnud paljude sünteeside tulemusena paljude erinevate struktuuride ja omadustega materjalide tootmiseks..

Need struktuurid on termiliselt ja keemiliselt üsna stabiilsed, kaasa arvatud erilist huvi pakkuv, mis on teiste reagentide hulgas tereftaalhappe ja tsirkooniumi toode..

UiO-66

Sellel ainel, mida nimetatakse UiO-66-ks, on ulatuslik pind, millel on piisav poorsus ja muud omadused, mis muudavad selle katalüüsi- ja adsorptsioonialade uuringute jaoks optimaalseks materjaliks..

Teised

Lõpuks on farmaatsiatööstuses, naftatööstuses ja paljudel teistel juhtudel näiteid lõputult näiteid, kus ainete poorsust kasutatakse selleks, et saada erakorralisi materjale ja kasutada neid teaduste kasuks..

Viited

  1. Lillerud, K. P. (2014). Poorsed materjalid. Taastatud mn.uio.no
  2. Joardder, M. U., Karim, A., Kumar, C. (2015). Poorsus: kuivatusparameetrite ja kuivatatud toidu kvaliteedi vahelise seose kindlaksmääramine. Välja otsitud aadressilt books.google.co.ve
  3. Burroughs, C., Charles, J. A. et al. (2018). Encyclopedia Britannica. Taastati britannica.com
  4. Rice, R. W. (2017). Keraamika poorsus: omadused ja rakendused. Välja otsitud aadressilt books.google.co.ve