Ķīmiskās porainības īpašības, veidi un piemēri



The ķīmiskā porainība ir dažu materiālu spēja absorbēt vai izlaist cauri dažām vielām šķidrā vai gāzveida fāzē, izmantojot tukšas telpas, kas atrodas tās struktūrā. Runājot par porainību, ir aprakstīta "dobu" vai tukšo telpu daļa noteiktā materiālā.

To atspoguļo šo dobumu tilpuma daļa, kas dalīta ar kopējā pētāmā materiāla apjomu. Ar šo parametru iegūto lielumu vai skaitlisko vērtību var izteikt divos veidos: vērtību starp 0 un 1 vai procentuālo vērtību (vērtība no 0 līdz 100%), lai aprakstītu, cik daudz materiāla ir tukša vieta.

Neskatoties uz to, ka dažādām tīrajām zinātnēm, pielietotām, tās vairākkārt izmantoja, materiāli, cita starpā, ir galvenā ķīmiskās porainības funkcija, kas saistīta ar dažu materiālu spēju atļaut šķidrumu uzsūkšanos; tas ir, šķidrumi vai gāzes.

Turklāt, izmantojot šo koncepciju, mēs analizējam izmērus un caurumu vai "poru" skaitu, kuras sietam vai daļēji caurlaidīgai membrānai ir noteiktās cietās daļās..

Indekss

  • 1 Raksturojums
    • 1.1. Mijiedarboties ar divām vielām
    • 1.2 Reakcijas ātrums ir atkarīgs no cietās vielas virsmas
    • 1.3 Pieejamība vai caurlaidība ir atkarīga no porām
  • 2 Ķīmiskās porainības veidi
    • 2.1. Masa porainība
    • 2.2. Tilpuma porainība
  • 3 Ķīmiskās porainības piemēri
    • 3.1. Zeolīti
    • 3.2. Organiskās metāla konstrukcijas ar hibrīdmateriāliem
    • 3.3 UiO-66
    • 3.4 Citi
  • 4 Atsauces

Funkcijas

Divas vielas mijiedarbojas

Porainība ir cietā pieņēmuma tilpuma daļa, kas noteikti ir tukša un ir saistīta ar veidu, kādā divas vielas mijiedarbojas, dodot tai īpašas vadītspējas, kristāliskas, mehāniskas un daudzas citas īpašības..

Reakcijas ātrums ir atkarīgs no cietās vielas virsmas

Reakcijās, kas notiek starp gāzveida vielu un cietu vielu vai starp šķidrumu un cietu vielu, reakcijas ātrums lielā mērā ir atkarīgs no cietās vielas virsmas, kas ir pieejama, lai reakciju varētu veikt..

Pieejamība vai caurlaidība ir atkarīga no porām

Pieejamība vai caurlaidība, ko viela var saturēt uz konkrēta materiāla vai savienojuma daļiņu iekšējās virsmas, arī ir cieši saistīta ar poru izmēriem un īpašībām, kā arī ar to skaitu..

Ķīmiskās porainības veidi

Porainība var būt daudzveidīga (cita starpā ģeoloģiskā, aerodinamiskā, ķīmiskā), bet, runājot par ķīmiju, aprakstīti divi veidi: masa un tilpums, atkarībā no pētāmā materiāla veida..

Masa porainība

Atsaucoties uz masas porainību, nosaka vielas spēju absorbēt ūdeni. Šim nolūkam tiek izmantots tālāk redzamais vienādojums:

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

Šajā formulā:

Pm ir poru proporcija (izteikta procentos).
ms attiecas uz frakcijas masu pēc iegremdēšanas ūdenī.
m0 apraksta jebkuras vielas daļas masu pirms iegremdēšanas.

Tilpuma porainība

Tāpat, lai noteiktu noteiktu materiālu tilpuma porainību vai tās dobumu proporciju, tiek izmantota šāda matemātiskā formula:

% Pv = ρm/ [ρm + (ρf/ Pm)] x 100

Šajā formulā:

Pv apraksta poru proporciju (izteiktu procentos).
ρm attiecas uz vielas blīvumu (bez iegremdēšanas).
ρf ir ūdens blīvums.

Ķīmiskās porainības piemēri

Dažu porainu materiālu unikālās īpašības, piemēram, dobumu skaits vai to poru lielums, padara tos par interesantu mācību objektu.

Šādā veidā daudzas šīs ļoti noderīgas vielas atrodamas dabā, bet laboratorijās var sintezēt daudz vairāk.

Pētot reaģenta porainības īpašības ietekmējošos faktorus, iespējams noteikt iespējamās pielietošanas iespējas un mēģināt iegūt jaunas vielas, kas palīdz zinātniekiem turpināt virzīties uz zinātnes un materiālu tehnoloģijām..

Viena no galvenajām jomām, kurās tiek pētīta ķīmiskā porainība, ir katalīzē, tāpat kā citās jomās, piemēram, gāzes adsorbcijā un atdalīšanā..

Ceolīti

To apliecina kristālisko un mikroporaino materiālu, piemēram, ceolītu un organisko metālu struktūras izpēte..

Šajā gadījumā zeolīti tiek izmantoti kā katalizatori reakcijās, kas tiek veiktas ar skābes katalīzi, sakarā ar to minerālvielām kā porainu oksīdu, un tam ir dažāda veida ceolīti ar mazu, vidēju un lielu porām..

Zeolītu izmantošanas piemērs ir katalītiskā krekinga procesā, kas tiek izmantots naftas pārstrādes rūpnīcās, lai ražotu benzīnu no frakcijas vai izgrieztu no smagās jēlnaftas..

Organiskās metāla konstrukcijas, kurās ir hibrīdmateriāli

Vēl viena pētāmo savienojumu klase ir organisko metālu struktūras, kas ietver hibrīdus materiālus, kas veidoti no organiskā fragmenta, saistošās vielas un neorganiskā fragmenta, kas veido šo vielu pamatu..

Tas rada lielāku struktūru sarežģītību, salīdzinot ar iepriekš aprakstītajiem ceolītiem, tāpēc tā ietver daudz lielākas iespējas nekā iedomāties ceolītiem, jo ​​tos var izmantot jaunu materiālu ar unikālām īpašībām projektēšanai..

Neskatoties uz to, ka tās ir materiālu grupa ar mazu mācību laiku, šīs organiskās metālu struktūras ir radījušas lielu sintezes daudzumu, lai ražotu materiālus ar daudzām atšķirīgām konstrukcijām un īpašībām..

Šīs konstrukcijas termiski un ķīmiski ir samērā stabilas, ieskaitot īpašas intereses, kas ir tereftalskābes un cirkonija produkts, starp citiem reaģentiem..

UiO-66

Šai vielai, ko sauc par UiO-66, ir plaša virsma ar pietiekamu porainību un citām īpašībām, kas padara to par optimālu materiālu pētījumiem katalīzes un adsorbcijas jomās..

Citi

Visbeidzot, ir bezgalīgi piemēri farmaceitiskajās lietojumprogrammās, augsnes pētījumos, naftas rūpniecībā un daudzās citās vietās, kur vielu porainība tiek izmantota kā pamats, lai iegūtu ārkārtas materiālus un tos izmantotu zinātņu labā..

Atsauces

  1. Lillerud, K. P. (2014). Poraini materiāli. Atgūts no mn.uio.no
  2. Joardder, M. U., Karim, A., Kumar, C. (2015). Porainība: saiknes veidošana starp žāvēšanas parametriem un žāvētas pārtikas kvalitāti. Izgūti no books.google.co.ve
  3. Burroughs, C., Charles, J. A. et al. (2018). Encyclopedia Britannica. Atgūts no britannica.com
  4. Rice, R. W. (2017). Keramikas porainība: īpašības un pielietojumi. Izgūti no books.google.co.ve