ХИМИЧЕСКАЯ ПОРИСТОСТЬ: ХАРАКТЕРИСТИКИ, ВИДЫ И ПРИМЕРЫ - ХИМИЯ - 2025

Химическая пористость является способностью из определенных материалов , чтобы поглощать или пройти через некоторые другие вещества в жидкой или газовой фазе, посредством пустот , присутствующие в его структуре. Говоря о пористости, описывают часть «пустот» или пустот в определенном материале.

Он представлен долей объема этих полостей, деленной на объем всего исследуемого материала. Величина или числовое значение, полученное в результате этого параметра, может быть выражено двумя способами: значение от 0 до 1 или процентное значение (значение от 0 до 100%), чтобы описать, какая часть материала является пустым пространством.

Несмотря на то, что ему приписывают множество применений в различных областях чистой, прикладной науки о материалах, среди прочего, основная функция химической пористости связана со способностью определенного материала обеспечивать абсорбцию жидкостей; то есть жидкости или газы.

Кроме того, с помощью этой концепции анализируются размеры и количество пустот или «пор», которые имеют сито или мембрана, частично проницаемая для определенных твердых веществ.

характеристики

Два вещества взаимодействуют

Пористость - это часть объема предполагаемого твердого тела, которая определенно является полой и связана со способом взаимодействия двух веществ, придавая ему особые характеристики проводимости, кристаллические, механические свойства и многие другие.

Скорость реакции зависит от площади твердой поверхности.

В реакциях, которые происходят между газообразным веществом и твердым телом или между жидкостью и твердым телом, скорость реакции во многом зависит от пространства на поверхности твердого вещества, доступного для протекания реакции.

Доступность или проницаемость зависит от пор

Доступность или проницаемость, которые вещество может иметь на внутренней поверхности частицы данного материала или соединения, также тесно связана с размерами и характеристиками пор, а также с их количеством.

Типы химической пористости

Пористость может быть многих типов (среди прочего, геологическая, аэродинамическая, химическая), но, когда речь идет о химии, описываются два типа: массовая и объемная, в зависимости от класса изучаемого материала.

Массовая пористость

По массовой пористости определяют способность вещества поглощать воду. Для этого используется приведенное ниже уравнение:

% P _m = (м · _с - m ₀ ) / м ₀ x 100

В этой формуле:

P _m представляет собой долю пор (выраженную в процентах).
m _s относится к массе фракции после погружения в воду.
m ₀ описывает массу любой фракции вещества до ее погружения.

Объемная пористость

Аналогично, для определения объемной пористости определенного материала или доли его полостей используется следующая математическая формула:

% P _v = ρ _м / х 100

В этой формуле:

P _v описывает долю пор (выраженную в процентах).
ρ _m относится к плотности вещества (без погружения).
ρ _f представляет собой плотность воды.

Примеры химической пористости

Уникальные характеристики некоторых пористых материалов, такие как количество полостей или размер их пор, делают их интересным объектом изучения.

Таким образом, большое количество этих чрезвычайно полезных веществ найдено в природе, но гораздо больше можно синтезировать в лабораториях.

Изучение факторов, влияющих на пористость реагента, позволяет нам определить возможные варианты его применения и попытаться получить новые вещества, которые помогут ученым продолжить развитие в области материаловедения и технологий.

Одна из основных областей изучения химической пористости - это катализ, как и другие области, такие как адсорбция и разделение газов.

Цеолиты

Доказательством этого являются исследования кристаллических и микропористых материалов, таких как цеолиты, и структура органических металлов.

В этом случае цеолиты используются в качестве катализаторов в реакциях, проводимых посредством кислотного катализа, из-за их минеральных свойств, таких как пористость оксидов, и существуют различные типы цеолитов с мелкими, средними и большими порами.

Примером использования цеолитов является процесс каталитического крекинга, метод, используемый на нефтеперерабатывающих заводах для производства бензина из фракции или фракции тяжелой сырой нефти.

Органические металлические конструкции с использованием гибридных материалов

Другой класс исследуемых соединений - это структуры органических металлов, которые включают гибридные материалы, созданные из органического фрагмента, связующего вещества и неорганического фрагмента, составляющего фундаментальную основу для этих веществ.

Это представляет большую сложность по своей структуре по сравнению со структурой цеолитов, описанных выше, поэтому он включает гораздо большие возможности, чем те, которые можно вообразить для цеолитов, поскольку они могут быть использованы для создания новых материалов с уникальными свойствами.

Несмотря на то, что эти органические структуры металлов представляют собой группу материалов, для изучения которых требуется мало времени, они стали продуктом большого количества синтезов, в результате которых были получены материалы с множеством различных структур и свойств.

Эти структуры довольно стабильны термически и химически, в том числе особый интерес, который представляет собой продукт терефталевой кислоты и циркония, среди других реагентов.

UiO-66

Это вещество, получившее название UiO-66, имеет большую поверхность с адекватной пористостью и другими характеристиками, которые делают его оптимальным материалом для исследований в области катализа и адсорбции.

другие

Наконец, существует бесчисленное множество примеров в фармацевтике, исследованиях почв, в нефтяной промышленности и многих других, где пористость веществ используется в качестве основы для получения необычных материалов и их использования в интересах науки.

Ссылки

1. Лиллеруд, КП (2014). Пористые материалы. Восстановлено с mn.uio.no
2. Джоарддер, М.Ю., Карим, А., Кумар, К. (2015). Пористость: установление взаимосвязи между параметрами сушки и качеством сушеных продуктов. Восстановлено с books.google.co.ve
3. Берроуз К., Чарльз Дж. А. и др. (2018). Британская энциклопедия. Получено с britannica.com
4. Райс, RW (2017). Пористость керамики: свойства и применение. Восстановлено с books.google.co.ve