Kimyasal Porozite Karakteristikleri, Tipleri ve Örnekleri



kimyasal gözeneklilik belirli malzemelerin yapısında mevcut boş alanlardan sıvı veya gaz halindeki bazı maddeleri emme veya salıverme yeteneğidir. Gözeneklilikten bahsederken, belirli bir malzemede "oyuk" kısmı veya boş alanların tanımlanması.

İncelenen toplam malzemenin hacmine bölünmesiyle bu boşlukların hacmini temsil eder. Bu parametreden kaynaklanan büyüklük veya sayısal değer iki şekilde ifade edilebilir: bir malzemenin ne kadar boş alan olduğunu tanımlamak için 0 ile 1 arasında bir değer veya yüzde (% 0 ile% 100 arasında bir değer).

Saf bilimlerin farklı dallarında çoklu kullanımlara atfedilmesine rağmen, uygulanan malzemeler, diğerleri arasında, kimyasal gözenekliliğin temel işlevselliği, bazı malzemelerin sıvıların emilimine izin verme kabiliyetleriyle bağlantılıdır; yani, sıvılar veya gazlar.

Ek olarak, bu konsept aracılığıyla bir elek veya kısmen geçirgen bir membranın belirli katılarda sahip olduğu delik ve "gözenek" e boyutlarını ve sayısını analiz ediyoruz.

indeks

  • 1 özellikleri
    • 1.1 İki maddeyi birleştirin
    • 1.2 Reaksiyon hızı, katının yüzey alanına bağlıdır.
    • 1.3 Erişilebilirlik veya nüfuz edilebilirlik gözeneklere bağlıdır
  • 2 Kimyasal gözeneklilik türleri
    • 2.1 Kütle porozitesi
    • 2.2 Hacimsel gözeneklilik
  • 3 Kimyasal gözeneklilik örnekleri
    • 3.1 Zeolitler
    • 3.2 Hibrit malzemeleri içeren organik metal yapılar
    • 3.3 UIO-66
    • 3.4 Diğer
  • 4 Kaynakça

özellikleri

İki madde etkileşime girer

Gözeneklilik, kesinlikle çukurlu olan ve iki maddenin etkileşime girme şekliyle ilgili olan katı bir varsayımın hacim kısmıdır ve iletkenlik, kristalimsi, mekanik ve diğer birçok özellik için spesifik özellikler verir..

Tepkime hızı katının yüzey alanına bağlıdır

Bir gazlı madde ile bir katı arasında veya bir sıvı ve bir katı arasında meydana gelen reaksiyonlarda, bir reaksiyonun hızı büyük ölçüde, reaksiyonun gerçekleştirilebilmesi için mevcut olan katı yüzeyinin alanına bağlıdır..

Erişilebilirlik veya nüfuz edilebilirlik gözeneklere bağlıdır

Bir maddenin belirli bir materyalin veya bileşiğin bir parçacığının iç yüzeyinde sahip olabileceği erişilebilirlik ya da nüfuz edilebilirlik, gözeneklerin boyutları ve özellikleri ile bunların sayıları ile de yakından ilgilidir..

Kimyasal gözeneklilik türleri

Gözeneklilik birçok türde olabilir (jeolojik, aerodinamik, kimyasal, diğerleri arasında), ancak kimya söz konusu olduğunda, iki tip tanımlanmaktadır: incelenen materyalin türüne bağlı olarak kütle ve hacimsel..

Kütle porozitesi

Kütle gözenekliliğine atıfta bulunulduğunda, bir maddenin su emme kabiliyeti belirlenir. Bunun için aşağıda gösterilen denklem kullanılır:

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

Bu formülde:

Pm gözeneklerin oranını temsil eder (yüzde olarak ifade edilir).
ms suya batırıldıktan sonra fraksiyonun kütlesini belirtir.
m0 suya dalmadan önce maddenin herhangi bir kısmının kütlesini açıklar.

Hacimsel gözeneklilik

Benzer şekilde, belirli bir malzemenin hacimsel gözenekliliğini veya boşluklarının oranını belirlemek için aşağıdaki matematiksel formül kullanılır:

% Pv = ρm/ [ρm + (ρF/ Pm)] x 100

Bu formülde:

Pv Gözeneklerin oranını tanımlar (yüzde olarak ifade edilir).
ρm maddenin yoğunluğunu ifade eder (suya daldırmadan).
ρF suyun yoğunluğunu temsil eder.

Kimyasal gözeneklilik örnekleri

Boşlukların sayısı veya gözeneklerinin büyüklüğü gibi bazı gözenekli malzemelerin benzersiz özellikleri onları ilginç bir çalışma nesnesi yapar.

Bu sayede, doğada bu büyük yarar sağlayan maddelerin birçoğu bulunur, ancak laboratuvarlarda daha birçok sentezlenebilir..

Bir reaktifin gözeneklilik niteliklerini etkileyen faktörlerin araştırılması, olası uygulamaların belirlenmesine ve bilim insanlarının malzeme ve teknoloji alanlarında ilerlemeye devam etmelerine yardımcı olacak yeni maddeler elde etmeye çalışmasına izin verir..

Kimyasal gözenekliliğin çalışıldığı ana alanlardan biri, gaz adsorpsiyonu ve ayrılması gibi diğer alanlarda olduğu gibi katalizdedir..

zeolitler

Bunun kanıtı, zeolitler ve organik metallerin yapısı gibi kristalimsi ve mikro gözenekli malzemelerin araştırılmasıdır..

Bu durumda, zeolitler, gözenekli oksit gibi mineral özelliklerinden ve asit, küçük, orta ve büyük boyutlu gözeneklere sahip farklı türlerde zeolitlerin bulunduğundan, asit kataliziyle gerçekleştirilen reaksiyonlarda katalizör olarak kullanılırlar..

Zeolitlerin kullanımına bir örnek, katalitik parçalama işleminde, rafinerilerde bir fraksiyondan benzin üretmek için kullanılan veya ağır ham yağdan kesilen bir yöntem olan katalitik parçalama işlemidir..

Hibrit malzemeleri içeren organik metal yapılar

Araştırılan bir başka bileşik sınıfı, organik bir fragman, bağlayıcı madde ve bu maddeler için temel temeli oluşturan inorganik bir fragmandan oluşan hibrit materyalleri içeren organik metallerin yapılarıdır..

Bu, yukarıda tarif edilen zeolitlere göre yapısında daha büyük bir karmaşıklığı temsil eder, bu nedenle benzersiz özelliklere sahip yeni malzemelerin tasarımı için kullanılabildiklerinden, zeolitler için hayal edilebilecek çok daha fazla olasılık içerir..

Çalışma süresi az olan bir grup materyal olmasına rağmen, metallerin bu organik yapıları birçok farklı yapı ve özelliğe sahip malzemeler üretmek için çok sayıda sentezin ürünü olmuştur..

Bu yapılar, diğer reaktiflerin yanı sıra, tereftalik asit ve zirkonyum ürünü olan özel ilgi alanlarından biri de dahil olmak üzere, termal ve kimyasal olarak oldukça kararlıdır..

UIO-66

UIO-66 olarak adlandırılan bu madde, kataliz ve adsorpsiyon alanlarındaki çalışmalar için uygun gözenekliliğe ve diğer özelliklere sahip geniş bir yüzeye sahiptir..

diğerleri

Son olarak, ilaç uygulamalarında, toprak araştırmalarında, petrol endüstrisinde ve diğer maddelerin gözenekliliğinin olağanüstü materyaller elde etmek ve bunları bilimin lehine kullanmak için temel olarak kullanıldığı pek çok yerde örneklerin sonsuzluğu vardır..

referanslar

  1. Lillerud, K.P. (2014). Gözenekli Malzemeler. Mn.uio.no adresinden kurtarıldı
  2. Joardder, M. U., Karim, A., Kumar, C. (2015). Porozite: Kurutma Parametreleri ile Kurutulmuş Gıda Kalitesi Arasındaki İlişkinin Kurulması. Books.google.co.ve adresinden alındı
  3. Burroughs, C., Charles, J.A. ve ark. (2018). Ansiklopedi Britannica. Britannica.com adresinden kurtarıldı
  4. Rice, R.W. (2017). Seramiklerin Gözenekliliği: Özellikleri ve Uygulamaları. Books.google.co.ve adresinden alındı