Chemické charakteristiky poréznosti, typy a příklady



chemická pórovitost je schopnost určitých materiálů absorbovat nebo propouštět určité látky v kapalné nebo plynné fázi, přes prázdné prostory přítomné v jeho struktuře. Když mluvíme o pórovitosti, je popsána část "dutého" nebo prázdného prostoru v určitém materiálu.

Je reprezentován objemovou částí těchto dutin děleno objemem celkového studovaného materiálu. Velikost nebo číselná hodnota vyplývající z tohoto parametru může být vyjádřena dvěma způsoby: hodnotou mezi 0 a 1 nebo procentem (hodnota mezi 0 a 100%), aby bylo popsáno, kolik materiálu je prázdný prostor.

Navzdory tomu, že se přičítá více použití v různých odvětvích čistých věd, aplikovaných, materiálů, mimo jiné, hlavní funkčnost chemické pórovitosti je spojena se schopností určitého materiálu umožnit absorpci tekutin; to znamená kapaliny nebo plyny.

Kromě toho prostřednictvím této koncepce analyzujeme rozměry a počet otvorů nebo „pórů“, které má síto nebo částečně propustná membrána v určitých pevných látkách..

Index

  • 1 Charakteristika
    • 1.1 Interakce se dvěma látkami
    • 1.2 Rychlost reakce závisí na ploše povrchu pevné látky
    • 1.3 Dostupnost nebo pronikavost závisí na pórech
  • 2 Typy chemické pórovitosti
    • 2.1 Hmotnostní porozita
    • 2.2 Objemová pórovitost
  • 3 Příklady chemické porozity
    • 3.1 Zeolity
    • 3.2 Organické kovové struktury zahrnující hybridní materiály
    • 3.3 UiO-66
    • 3.4 Ostatní
  • 4 Odkazy

Vlastnosti

Interagují dvě látky

Pórovitost je objemová část pevného předpokladu, který je jistě dutý a je příbuzný způsobu ve kterém dvě substance se ovlivňují, dávat tomu specifické vlastnosti vodivosti, krystalické, mechanické a mnoho jiných vlastností..

Rychlost reakce závisí na povrchovém prostoru pevné látky

V reakcích, ke kterým dochází mezi plynnou látkou a pevnou látkou nebo mezi kapalinou a pevnou látkou, závisí rychlost reakce do značné míry na prostoru povrchu pevné látky, který je k dispozici, takže reakce může být prováděna..

Dostupnost nebo pronikavost závisí na pórech

Přístupnost nebo pronikavost, kterou látka může mít na vnitřním povrchu částice daného materiálu nebo sloučeniny, je také úzce spojena s rozměry a vlastnostmi pórů, jakož i jejich počtem..

Druhy chemické porozity

Pórovitost může být mnoha typů (geologická, aerodynamická, chemická, mimo jiné), ale pokud jde o chemii, jsou popsány dva typy: hmota a objem, v závislosti na druhu studovaného materiálu..

Hmotnostní porozita

Když se odkazuje na hmotnostní porozitu, stanoví se schopnost látky absorbovat vodu. K tomu je použita následující rovnice:

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

V tomto vzorci:

Pm představuje podíl pórů (vyjádřený v procentech).
ms se týká hmotnosti frakce po ponoření do vody.
m0 popisuje hmotnost jakékoli frakce látky před ponořením.

Objemová pórovitost

Stejně tak pro stanovení objemové porozity určitého materiálu nebo podílu jeho dutin se používá následující matematický vzorec:

% Pv = ρm/ [ρm + (ρf/ Pm)] x 100

V tomto vzorci:

Pv popisuje podíl pórů (vyjádřený v procentech).
ρm označuje hustotu látky (bez ponoření).
ρf představuje hustotu vody.

Příklady chemické porozity

Unikátní vlastnosti některých porézních materiálů, jako je počet dutin nebo velikost jejich pórů, z nich činí zajímavý předmět studia..

Tímto způsobem se v přírodě vyskytuje velké množství těchto látek s velkým využitím, ale v laboratořích lze syntetizovat mnohem více.

Zkoumání faktorů, které ovlivňují vlastnosti poréznosti činidla, umožňuje určit možné aplikace, které má, a pokusit se získat nové látky, které by vědcům pomohly pokračovat v pokroku v oblasti vědy a technologie materiálů..

Jedna z hlavních oblastí, ve kterých se studuje chemická pórovitost, je katalýza, stejně jako v jiných oblastech, jako je adsorpce a separace plynu..

Zeolity

Důkazem toho je výzkum krystalických a mikroporézních materiálů, jako jsou zeolity a struktura organických kovů.

V tomto případě se zeolity používají jako katalyzátory v reakcích, které se provádějí pomocí kyselé katalýzy, vzhledem k jejich minerálním vlastnostem jako pórovitého oxidu, a že existují různé typy zeolitů s póry malých, středních a velkých rozměrů..

Příkladem použití zeolitů je proces katalytického krakování, což je způsob, který se používá v ropných rafinériích k výrobě benzínu z frakce nebo řezané z těžké ropy..

Organické kovové struktury, které zahrnují hybridní materiály

Další skupinou zkoumaných sloučenin jsou struktury organických kovů, které zahrnují hybridní materiály, vytvořené z organického fragmentu, vazebné látky a anorganického fragmentu, který tvoří základní základ těchto látek..

To představuje větší složitost struktury vzhledem ke shora popsaným zeolitům, takže obsahuje mnohem větší možnosti, než si lze představit pro zeolity, protože mohou být použity pro návrh nových materiálů s jedinečnými vlastnostmi..

Navzdory tomu, že se jedná o skupinu materiálů s malou dobou studia, jsou tyto organické struktury kovů výsledkem velkého množství syntézy, která produkuje materiály s mnoha různými strukturami a vlastnostmi..

Tyto struktury jsou tepelně i chemicky velmi stabilní, včetně speciálně zajímavého produktu, který je produktem kyseliny tereftalové a zirkonia, mezi jinými činidly..

UiO-66

Tato látka, zvaná UiO-66, má rozsáhlý povrch s přiměřenou pórovitostí a dalšími vlastnostmi, které z něj činí optimální materiál pro studium v ​​oblastech katalýzy a adsorpce..

Ostatní

A konečně existuje řada příkladů ve farmaceutických aplikacích, při vyšetřování půdy, v ropném průmyslu a v mnoha dalších oblastech, kde je porozita látek používána jako základ pro získání mimořádných materiálů a jejich využití ve prospěch věd..

Odkazy

  1. Lillerud, K. P. (2014). Porézní materiály. Obnoveno z mn.uio.no
  2. Joardder, M. U., Karim, A., Kumar, C. (2015). Pórovitost: Stanovení vztahu mezi parametry sušení a kvalitou sušených potravin. Citováno z knih.google.co.ve
  3. Burroughs, C., Charles, J. A. et al. (2018). Encyklopedie Britannica. Získané z britannica.com
  4. Rice, R. W. (2017). Pórovitost keramiky: Vlastnosti a aplikace. Citováno z knih.google.co.ve