KEMIČNA POROZNOST: ZNAČILNOSTI, VRSTE IN PRIMERI - KEMIJA - 2026

Kemična poroznost je sposobnost za nekatere snovi za absorpcijo ali skozi nekatere druge snovi v tekočem ali plinskem fazi s pomočjo praznin predstavi v svoji strukturi. Ko govorimo o poroznosti, je opisan delež "votlih" ali praznih prostorov v določenem materialu.

Predstavljen je s deležem volumna teh votlin, deljenim s prostornino celotne preučene snovi. Velikost ali številčna vrednost, ki izhaja iz tega parametra, se lahko izrazi na dva načina: vrednost med 0 in 1 ali odstotek (vrednost med 0 in 100%), ki opisuje, koliko materiala je praznega prostora.

Kljub temu, da se ji pripisujejo številne uporabe v različnih vejah čistih, uporabnih materialov, je med drugim glavna funkcionalnost kemične poroznosti povezana s tem, da določen material omogoča absorpcijo tekočin; torej tekočine ali plini.

Poleg tega se s tem konceptom analizirajo dimenzije in količina praznin ali "por", ki jih sito ali membrana delno prepustna za nekatere trdne snovi.

značilnosti

Medsebojno delujeta dve snovi

Poroznost je delež prostornine domnevne trdne snovi, ki je zagotovo votel in je povezan z načinom medsebojnega delovanja dveh snovi, kar mu daje posebne značilnosti prevodnosti, kristalne, mehanske lastnosti in številne druge.

Hitrost reakcije je odvisna od prostora trdne površine

Pri reakcijah, ki nastanejo med plinasto snovjo ali trdno snovjo ali med tekočino in trdno snovjo, je hitrost reakcije v veliki meri odvisna od prostora na površini trdne snovi, ki je na voljo za izvedbo reakcije.

Dostopnost ali prepustnost je odvisna od pore

Dostopnost ali penetracija, ki jo ima lahko snov na notranji površini delca določenega materiala ali spojine, je prav tako tesno povezana z dimenzijami in značilnostmi pore ter s številom le-teh.

Vrste kemične poroznosti

Poroznost je lahko več vrst (med drugim geološka, ​​aerodinamična, kemična), vendar se pri obravnavi kemije opisujeta dve vrsti: masna in volumetrična, odvisno od razreda materiala, ki se preučuje.

Masna poroznost

S sklicevanjem na masno poroznost se določi sposobnost snovi, da absorbira vodo. Za to se uporablja spodnja enačba:

% P _m = (m _s - m ₀ ) / m ₀ x 100

V tej formuli:

P _m predstavlja delež por (izražen kot odstotek).
m _{s se} nanaša na maso frakcije, potem ko jo potopimo v vodo.
m ₀ opisuje maso katerega koli deleža snovi, preden je bila potopljena.

Volumetrična poroznost

Podobno se za določitev volumetrične poroznosti določenega materiala ali deleža njegovih votlin uporablja naslednja matematična formula:

% P _v = ρ _m / x 100

V tej formuli:

P _v opisuje delež por (izražen kot odstotek).
ρ _{m se} nanaša na gostoto snovi (ni potopljena).
ρ _f predstavlja gostoto vode.

Primeri kemične poroznosti

Edinstvene značilnosti nekaterih poroznih materialov, kot so število votlin ali velikost njihovih por, so zanimiv predmet preučevanja.

Tako se v naravi nahaja veliko teh izjemno uporabnih snovi, vendar jih je mogoče v laboratorijih sintetizirati še veliko več.

Raziskovanje dejavnikov, ki vplivajo na porozne lastnosti reagenta, nam omogoča, da ugotovimo, kakšne možne uporabe ima, in poskušamo pridobiti nove snovi, ki znanstvenikom pomagajo nadaljevati napredovanje na področju znanosti o materialih in tehniki.

Eno glavnih področij, na katerih se preučuje kemična poroznost, je kataliza, kot na drugih področjih, kot sta adsorpcija in ločevanje plinov.

Zeoliti

Dokaz za to so raziskave kristalnih in mikroporoznih materialov, kot so zeoliti in struktura organskih kovin.

Zeoliti se v tem primeru uporabljajo kot katalizatorji v reakcijah, ki se izvajajo s kislinsko katalizacijo, zaradi njihovih mineralnih lastnosti, kot je oksidni porozni in obstajajo različne vrste zeolitov z majhnimi, srednjimi in velikimi porami.

Primer uporabe zeolitov je postopek katalitskega krekinga, metoda, ki se uporablja v naftnih rafinerijah za pridobivanje bencina iz frakcije ali izsekane iz težke surove nafte.

Organske kovinske strukture, ki vključujejo hibridne materiale

Drug razred spojin, ki se preiskujejo, so strukture organskih kovin, ki vključujejo hibridne materiale, ustvarjene iz organskega fragmenta, vezavne snovi in ​​anorganskega fragmenta, ki predstavlja temeljno osnovo za te snovi.

To predstavlja večjo zapletenost v strukturi glede na zgoraj opisane zeolite, zato vključuje veliko večje možnosti od tistih, ki jih je mogoče predstavljati za zeolite, saj jih je mogoče uporabiti za oblikovanje novih materialov z edinstvenimi lastnostmi.

Kljub temu, da so bile skupine materialov z malo časa za študij, so bile te organske strukture kovin produkt številnih sintez za proizvodnjo materialov z več različnimi strukturami in lastnostmi.

Te strukture so dokaj stabilne termično in kemično, med katerimi je še posebej zanimiv produkt tereftalne kisline in cirkonija.

UiO-66

Ta snov, imenovana UiO-66, ima veliko površino z ustrezno poroznostjo in drugimi lastnostmi, zaradi česar je optimalen material za študije na področjih katalize in adsorpcije.

Drugi

Nazadnje je nešteto primerov v farmacevtskih aplikacijah, raziskavah tal, v naftni industriji in mnogih drugih, kjer se poroznost snovi uporablja kot osnova za pridobivanje izrednih materialov in jih uporabljajo v prid znanosti.

Reference

1. Lillerud, KP (2014). Porozni materiali. Pridobljeno iz mn.uio.no
2. Joardder, MU, Karim, A., Kumar, C. (2015). Poroznost: Vzpostavitev razmerja med parametri sušenja in kakovostjo sušene hrane. Pridobljeno iz books.google.co.ve
3. Burroughs, C., Charles, JA et al. (2018). Enciklopedija Britannica. Pridobljeno od britannica.com
4. Rice, RW (2017). Poroznost keramike: lastnosti in aplikacije. Pridobljeno iz books.google.co.ve