Chemiczne charakterystyka porowatości, typy i przykłady

Porowatość chemiczna Jest to zdolność, że niektóre materiały muszą wchłonąć lub pozwolić, aby niektóre substancje w fazie ciekłej lub gazowej przechodzą przez puste przestrzenie obecne w ich strukturze. Mówiąc o porowatości, opisano część „pustych” lub pustych przestrzeni w określonym materiale.

Jest reprezentowany przez część objętości tych wnęk podzielonych przez objętość całego badanego materiału. Wielkość lub wartość liczbowa wynikająca z tego parametru można wyrazić na dwa sposoby: wartość między 0 a 1 lub procentowym (wartość od 0 do 100 %), aby opisać, ile materiału jest pusta przestrzeń.

Kuchnia jest bardzo porowata

Chociaż wiele zastosowań przypisuje się w różnych gałęziach nauk czystych, zastosowanych, między innymi, główna funkcjonalność porowatości chemicznej jest powiązana z zdolnością pewnego materiału do pozwalania na wchłanianie płynu; to znaczy cieczy lub gazy.

Ponadto poprzez tę koncepcję analizowane są wymiary i ilość otworów lub „pory”, które mają częściowo przepuszczalną błonę.

[TOC]

Charakterystyka porowatości

Średni z wysoką porowatością (po lewej) i niskiej porowatości (po prawej). Czarne formy reprezentują ciała stałe, niebieskie reprezentują porowate przestrzenie

Dwie substancje oddziałują

Porowatość jest częścią objętości stałej, która z pewnością jest pusta i jest związana ze sposobem, w jaki dwie substancje oddziałują, dając określone cechy przewodności, właściwości krystalicznych, mechanicznych i wielu innych.

Szybkość reakcji zależy od powierzchniowej przestrzeni ciała stałego

W reakcjach między substancją gazową a substancją stałą lub między cieczą a stałą, prędkość reakcji zależy w dużej mierze od przestrzeni powierzchniowej, która jest dostępna.

Może ci służyć: jakie są nieorganiczne funkcje chemiczne?

Dostępność lub penetracja zależy od porów

Dostępność lub przenikliwość, jaką może mieć substancja na wewnętrznej powierzchni cząstki określonego materiału lub związku, jest również ściśle związana z wymiarami i charakterystykami porów, a także z ich liczbą.

Rodzaje porowatości chemicznej

Porowatość może być wielu rodzajów (między innymi geologiczna, aerodynamika, chemia), ale kiedy są chemia, opisano dwa typy: masa i wolumetryczne, w zależności od klasy badanego materiału.

Masowa porowatość

W odniesieniu do porowatości masy określono zdolność substancji wchłaniającej wody. W tym celu zastosowano równanie pokazane poniżej:

%P_M = (m_S - M₀)/M₀ x 100

W tym formule:

P_M reprezentuje odsetek porów (wyrażony w procentach).
M_S Odnosi się do masy frakcji po zanurzeniu w wodzie.
M₀ Opisz masę jakiejkolwiek ułamku substancji przed zanurzeniem.

Porowatość objętościowa

W ten sam sposób, aby określić porowatość objętościową określonego materiału lub odsetek jego wnęk, stosuje się następujący formuła matematyczna:

%P_v = ρ_M/[ρ_M + (ρ_F/P_M)] x 100

W tym formule:

P_v Opisz odsetki porów (wyrażone w procentach).
ρ_M Odnosi się do gęstości substancji (bez zanurzenia).
ρ_F reprezentuje gęstość wody.

Przykłady porowatości chemicznej

Przykład porowatego i nie porowate medium

Unikalne cechy niektórych porowatych materiałów, takich jak liczba wnęk lub wielkość ich porów, czynią je interesującym przedmiotem studiów.

Zatem duża liczba tych substancji o ogromnej użyteczności znajduje się w naturze, ale wiele innych można zsyntetyzować w laboratoriach.

Może ci służyć: aktywność enzymatyczna: jednostka, pomiar, regulacja i czynniki

Badanie czynników wpływających na cechy porowatości odczynnika pozwala określić możliwe zastosowania, które ma, i próba uzyskania nowych substancji, które pomagają naukowcom kontynuować postęp w dziedzinie nauki i technologii materiałów.

Jednym z głównych obszarów, w których badana jest porowatość chemiczna, jest kataliza, podobnie jak w innych obszarach, takich jak adsorpcja i separacja Gaza.

Zeolity

Zeolit

Pokaż, że jest to badanie materiałów krystalicznych i mikroporowatym, takich jak zeolity i organiczna struktura metalu.

W takim przypadku zeolity są stosowane jako katalizatory w reakcjach przeprowadzanych za pomocą katalizy kwasowej, ze względu na ich właściwości mineralne, takie jak porowate tlenek i że istnieją różne rodzaje zeolitów z małymi, średnimi i dużymi porami.

Przykładem zastosowania zeolitów jest katalityczna proces pękania, metoda stosowana w rafineriach olejowych do wytwarzania benzyny z frakcji lub cięcia z ciężkiej ropy naftowej.

Organiczne struktury metali obejmujące materiały hybrydowe

Inną klasą badanych związków są organiczne struktury metali, które obejmują materiały hybrydowe, utworzone z fragmentu organicznego, połączona substancja i fragment nieorganiczny, który stanowi podstawową podstawę tych substancji.

Stanowi to większą złożoność w jej strukturze w odniesieniu do struktury zeolitów opisanych powyżej, więc zawiera znacznie większe możliwości niż te, które można sobie wyobrazić dla zeolitów, ponieważ można je wykorzystać do projektowania nowych materiałów o unikalnych właściwościach.

Może ci służyć: hydronio jon

Pomimo grupy materiałów o niewielkim czasie nauki, te organiczne struktury metali były produktem dużej liczby syntezy do wytwarzania materiałów o wielu różnych strukturach i właściwościach.

Struktury te są dość stabilne termiczne i chemicznie, w tym szczególne zainteresowanie, między innymi iloczyn kwasu tereftaliowego i cyrkon.

UIO-66

Substancja ta, zwana UIO-66, ma rozległą powierzchnię o odpowiedniej porowatości i innych cechach, które czynią ją optymalnym materiałem do badań w obszarach katalizy i adsorpcji.

Inni

Wreszcie, istnieje nieskończoność przykładów w zastosowaniach farmaceutycznych, badania gleby, w przemyśle naftowym i wielu innych, w których porowatość substancji jest wykorzystywana jako podstawa do uzyskania niezwykłych materiałów i wykorzystywania ich na rzecz nauki.

Bibliografia

1. Lilleud, k. P. (2014). Materiały porowate. Odzyskane z Mn.UIO.NIE
2. Joardder, m. LUB., Karim, a., Kumar, c. (2015). Porowatość: ustalenie związku między paramerami suszenia a jakością suszonej żywności. Odzyskane z książek.Google.współ.Iść
3. Burroughs, c., Charles, J. DO. i in. (2018). Britannica Encyclopedia. Odzyskane z Britannica.com
4. Rice, r. W. (2017). Porowatość ceramiki: właściwości i zastosowania. Odzyskane z książek.Google.współ.Iść