KEMIJSKA POROZNOST: KARAKTERISTIKE, VRSTE I PRIMJERI - KEMIJA - 2025

Kemijski poroznost je sposobnost za određenih materijala da apsorbira i dolazi do nekih drugih tvari u tekućem ili plinovitom stanju, pomoću šupljina prisutnih u svojoj strukturi. Kada govorimo o poroznosti, opisan je dio "šupljih" ili praznih prostora u određenom materijalu.

Prikazana je količinom volumena ovih šupljina podijeljenom s volumenom ukupnosti ispitivanog materijala. Veličina ili numerička vrijednost koja proizlazi iz ovog parametra može se izraziti na dva načina: vrijednost između 0 i 1 ili postotak (vrijednost između 0 i 100%) kako bi se opisalo koliko je materijala prazno.

Unatoč činjenici da se višestruka upotreba pripisuje njemu u različitim granama čiste, primijenjene, znanosti o materijalima, glavna funkcionalnost kemijske poroznosti povezana je sa sposobnošću određenog materijala da omogući apsorpciju tekućine; odnosno tekućine ili plinovi.

Nadalje, kroz ovaj koncept analiziraju se dimenzije i količina praznina ili "pora" koje sito ili membrana djelomično propusna za određene krute tvari.

karakteristike

Dvije tvari međusobno djeluju

Poroznost je dio volumena pretpostavljene krute tvari koji je zasigurno šuplji i povezan je s načinom na koji dvije tvari međusobno djeluju, dajući mu specifične karakteristike vodljivosti, kristalna, mehanička svojstva i mnoge druge.

Brzina reakcije ovisi o prostoru čvrste površine

U reakcijama koje se javljaju između gasovite tvari i krute tvari ili između tekućine i krute tvari, brzina reakcije uvelike ovisi o prostoru na površini krute tvari koji je dostupan za reakciju.

Pristupačnost ili propusnost ovisi o porama

Pristupačnost ili propusnost koju tvar može imati na unutarnjoj površini čestice određenog materijala ili spoja također je usko povezana s dimenzijama i karakteristikama pora, kao i njihovim brojem.

Vrste kemijske poroznosti

Poroznost može biti više vrsta (geološka, ​​aerodinamička, između ostalog i kemijska), ali kada se bavimo kemijom, opisuju se dvije vrste: masa i volumetrijska, ovisno o klasi materijala koji se proučava.

Masna poroznost

Navođenje masene poroznosti određuje se sposobnost neke tvari da apsorbira vodu. Za to se koristi dolje prikazana jednadžba:

% P _m = (m _s - m ₀) / m ₀ x 100

U ovoj formuli:

P _m predstavlja udio pora (izražen kao postotak).

m _s odnosi se na masu frakcije nakon što je potopljena u vodu.

m ₀ opisuje masu bilo kojeg dijela tvari prije potapanja.

Volumetrijska poroznost

Slično, za određivanje volumetrijske poroznosti određenog materijala ili udjela njegovih šupljina, koristi se sljedeća matematička formula:

% P _v = ρ _m / x 100

U ovoj formuli:

P _v opisuje udio pora (izražen kao postotak).

ρ _m odnosi se na gustoću tvari (nije uronjena).

ρ _f predstavlja gustoću vode.

Primjeri kemijske poroznosti

Jedinstvene karakteristike nekih poroznih materijala, poput broja šupljina ili veličine njihovih pora, čine ih zanimljivim predmetom proučavanja.

Dakle, u prirodi se nalazi veliki broj ovih izuzetno korisnih tvari, ali mnogo više njih može se sintetizirati u laboratorijima.

Ispitivanje čimbenika koji utječu na porozne kvalitete reagensa omogućava nam utvrđivanje mogućih primjena koje imamo i pokušavanje dobivanja novih tvari koje pomažu znanstvenicima da nastave napredovati u područjima znanosti i tehnologije materijala.

Jedno od glavnih područja u kojima se proučava kemijska poroznost je kataliza, kao i u drugim područjima poput adsorpcije i separacije plina.

zeoliti

Dokaz tome su ispitivanja kristalnih i mikroporoznih materijala, poput zeolita i strukture organskih metala.

U ovom se slučaju zeoliti koriste kao katalizatori u reakcijama koje se provode kiselom katalizom, zbog svojih mineralnih svojstava kao što je oksidni porozni i postoje različite vrste zeolita s malim, srednjim i velikim porama.

Primjer upotrebe zeolita je u procesu katalitičkog krekiranja, metoda koja se koristi u rafinerijama nafte za proizvodnju benzina iz frakcije ili rezanja iz teške sirove nafte.

Organske metalne strukture koje uključuju hibridne materijale

Druga klasa spojeva koja se istražuju su strukture organskih metala koji uključuju hibridne materijale, stvorene iz organskog fragmenta, vezne tvari i anorganskog fragmenta koji čine temeljnu osnovu za te tvari.

To predstavlja veću složenost u njegovoj strukturi u odnosu na gore opisanu zeolite, stoga uključuje mnogo veće mogućnosti od onih koje se mogu zamisliti za zeolite, jer se mogu koristiti za oblikovanje novih materijala jedinstvenih svojstava.

Iako su skupina materijala s malo vremena za proučavanje, ove organske strukture metala produkt su velikog broja sinteza za proizvodnju materijala s mnogo različitih struktura i svojstava.

Ove strukture su prilično stabilne toplinski i kemijski, uključujući posebno zanimanje koje je proizvod tereftalne kiseline i cirkonija, među ostalim reagensima.

Uio-66

Ova tvar, nazvana UiO-66, ima veliku površinu s odgovarajućom poroznošću i drugim karakteristikama što je čini optimalnim materijalom za istraživanja u područjima katalize i adsorpcije.

Drugi

Konačno, postoji bezbroj primjera u farmaceutskim primjenama, istraživanju tla, u naftnoj industriji i mnogim drugima gdje se poroznost tvari koristi kao osnova za dobivanje izvanrednih materijala i njihovo korištenje u korist znanosti.

Reference

1. Lillerud, KP (2014). Porozni materijali. Oporavak od mn.uio.no
2. Joardder, MU, Karim, A., Kumar, C. (2015). Poroznost: uspostavljanje veze između parametara sušenja i kakvoće sušene hrane. Oporavak od books.google.co.ve
3. Burroughs, C., Charles, JA i sur. (2018.). Enciklopedija Britannica. Oporavak od britannica.com
4. Rice, RW (2017). Poroznost keramike: svojstva i primjena. Oporavak od books.google.co.ve