ХИМИЧЕСКА ПОРЬОЗНОСТ: ХАРАКТЕРИСТИКИ, ВИДОВЕ И ПРИМЕРИ - ХИМИЯ - 2025

В химически порьозността е способността на някои материали за абсорбиране или премине през някои други вещества в течна или газова фаза, с помощта на кухини, налични в нейната структура. Когато говорим за порьозност, се описва частта от "кухи" или празни пространства в определен материал.

Той е представен от частта от обема на тези кухини, разделена на обема на съвкупността от изследвания материал. Величината или числовата стойност, получена от този параметър, може да бъде изразена по два начина: стойност между 0 и 1 или процент (стойност между 0 и 100%), за да се опише каква част от материала е празно пространство.

Въпреки факта, че му се приписват многобройни употреби в различни отрасли на чисти, приложни науки, материали, наред с други, основната функционалност на химическата порьозност е свързана със способността на определен материал да позволява усвояването на течности; тоест течности или газове.

Освен това чрез тази концепция се анализират размерите и количеството празнини или "пори", които сито или мембрана частично пропускливи в определени твърди частици са анализирани.

характеристики

Две вещества си взаимодействат

Порьозността е частта от обема на предполагаемо твърдо вещество, която със сигурност е куха и е свързана с начина, по който взаимодействат две вещества, придавайки му специфични характеристики на проводимост, кристални, механични свойства и много други.

Скоростта на реакцията зависи от пространството на твърдата повърхност

При реакции, които протичат между газообразно вещество и твърдо вещество или между течност и твърдо вещество, скоростта на реакцията зависи до голяма степен от пространството на повърхността на твърдото вещество, което е на разположение за провеждането на реакцията.

Достъпността или проходимостта зависи от порите

Достъпността или проходимостта, която може да има вещество върху вътрешната повърхност на частица от даден материал или съединение, също е тясно свързана с размерите и характеристиките на порите, както и с броя на тях.

Видове химическа порьозност

Порьозността може да бъде от много видове (геоложки, аеродинамични, химически, между другото), но когато се занимава с химия, са описани два вида: маса и обемна, в зависимост от класа на материала, който се изучава.

Масова порьозност

Позовавайки се на порьозността на масата, се определя способността на веществото да абсорбира вода. За това се използва уравнението, показано по-долу:

% P _m = (m _s - m ₀) / m ₀ x 100

В тази формула:

P _m представлява съотношението на порите (изразено като процент).

m _{s се} отнася до масата на фракцията, след като е потопена във вода.

m ₀ описва масата на всяка част от веществото, преди да е потопена.

Обемна порьозност

По същия начин, за да се определи обемната порьозност на определен материал или пропорцията на кухините му, се използва следната математическа формула:

% P _v = ρ _m / x 100

В тази формула:

P _v описва съотношението на порите (изразено като процент).

ρ _{m се} отнася до плътността на веществото (не е потопено).

ρ _f представлява плътността на водата.

Примери за химическа порьозност

Уникалните характеристики на някои порести материали, като например броя на кухините или размера на порите им, ги правят интересен обект на проучване.

По този начин голям брой от тези изключително полезни вещества се намират в природата, но много повече могат да бъдат синтезирани в лаборатории.

Изследването на факторите, които влияят върху порьозните качества на реагент, ни позволява да определим възможните приложения, които има, и да се опитаме да получим нови вещества, които помагат на учените да продължат да напредват в областите на материалознанието и технологиите.

Една от основните области, в които се изследва химическата порьозност, е в катализа, както и в други области като адсорбция и отделяне на газ.

зеолити

Доказателство за това е изследването на кристални и микропорести материали, като зеолити и структурата на органичните метали.

В този случай зеолитите се използват като катализатори в реакции, които се извършват с помощта на киселинна катализа, поради техните минерални свойства като оксиден порест и има различни видове зеолити с малки, средни и големи пори.

Пример за използването на зеолити е методът на каталитичен крекинг, метод, използван в нефтопреработвателните предприятия за получаване на бензин от фракция или нарязан от тежък суров нефт.

Органични метални конструкции, включващи хибридни материали

Друг клас съединения, които се изследват, са структурите на органичните метали, които включват хибридни материали, създадени от органичен фрагмент, свързващото вещество и неорганичен фрагмент, който представлява основната основа за тези вещества.

Това представлява по-голяма сложност в структурата му по отношение на тази на описаните по-горе зеолити, следователно включва много по-големи възможности от тези, които може да се представи за зеолити, тъй като те могат да бъдат използвани за проектиране на нови материали с уникални свойства.

Въпреки че са група материали с малко време за проучване, тези органични структури от метали са продукт на голям брой синтези за получаване на материали с много различни структури и свойства.

Тези структури са доста стабилни термично и химически, включително един от особен интерес, който е продукт от терефталова киселина и цирконий, сред другите реагенти.

UiO 66

Това вещество, наречено UiO-66, има голяма повърхност с адекватна порьозност и други характеристики, които го правят оптимален материал за изследвания в областите на катализа и адсорбция.

Други

И накрая, има безброй примери във фармацевтичните приложения, почвените изследвания, в нефтената промишленост и много други, където порьозността на веществата се използва като основа за получаване на изключителни материали и използването им в полза на науката.

Препратки

1. Лилеруд, КП (2014). Порести материали. Възстановено от mn.uio.no
2. Joardder, MU, Karim, A., Kumar, C. (2015). Порьозност: установяване на връзката между параметрите на сушене и качеството на сушените храни. Възстановени от books.google.co.ve
3. Burroughs, C., Charles, JA et al. (2018). Енциклопедия Британика. Възстановени от britannica.com
4. Райс, RW (2017). Порьозност на керамиката: свойства и приложения. Възстановени от books.google.co.ve