Kemialliset huokoisuusominaisuudet, tyypit ja esimerkit

Se Kemiallinen huokoisuus Se on kyky, että tietyt materiaalit on absorboitava tai annettava tiettyjen aineiden nestemäisessä tai kaasumaisessa vaiheessa kulkevat niiden rakenteessaan olevien tyhjien tilojen läpi. Puhuessaan huokoisuudesta kuvataan ”onttojen” tai tyhjien tilojen osa.

Sitä edustaa osa näiden onteloiden tilavuudesta jaettuna koko tutkitun materiaalin tilavuudella. Tästä parametrista johtuva suuruus tai numeerinen arvo voidaan ilmaista kahdella tavalla: arvo välillä 0 - 1 tai bittiprosenttisesti (arvo välillä 0 - 100 %), kuinka suuri osa materiaalista on tyhjä tila.

Keittiö on erittäin huokoinen

Vaikka erilaisissa puhdastieteiden haaroissa, käytettyjen materiaalien, kemiallisen huokoisuuden päätoiminnot liittyy tiettyjen materiaalien kykyyn mahdollistaa nesteen imeytymisen eri tavoin; eli nesteet tai kaasut.

Lisäksi tämän konseptin kautta analysoidaan reikien tai ”huokosten” mitat ja määrä, joilla on osittain läpäisevä kalvo tietyissä kiinteissä aineissa.

[TOC]

Huokoisuusominaisuudet

Keskipitkä korkea huokoisuus (vasen) ja matala huokoisuus (oikea). Mustat muodot edustavat kiinteitä aineita, sininen edustaa huokoisia tiloja

Kaksi ainetta ovat vuorovaikutuksessa

Huokoisuus on osa väitetyn kiinteän aineen tilavuutta, joka on varmasti ontto ja liittyy tapaan, jolla kaksi ainetta ovat vuorovaikutuksessa, mikä antaa johtavuuden, kiteisen, mekaanisten ominaisuuksien ja monien muiden erityisiä ominaisuuksia.

Reaktion nopeus riippuu kiinteän kiinteän pintatilasta

Kaasumaisen aineen ja kiinteän aineen tai nesteen ja kiinteän aineen välisissä reaktioissa reaktion nopeus riippuu suurelta osin käytettävissä olevan kiinteän aineen pintatilasta, jotta reaktio voidaan suorittaa.

Voi palvella sinua: Mitkä ovat epäorgaaniset kemialliset toiminnot?

Saavutettavuus tai tunkeutuvuus riippuu huokosista

Saavutettavuus tai tunkeutuvuus, joka aineella voi olla tietyn materiaalin tai yhdisteen hiukkasen sisäpinnalla, liittyy myös läheisesti huokosten mitoihin ja ominaisuuksiin, samoin kuin niiden lukumäärään.

Kemiallisen huokoisuuden tyypit

Huokoisuus voi olla monen tyyppisiä (geologinen, aerodynamiikka, kemia muun muassa), mutta kun ne ovat kemiallisia, on kuvattu kahta tyyppiä: massa ja tilavuus, riippuen tutkittavasta materiaaliluokasta.

Massa huokoisuus

Kun viitataan massan huokoisuuteen, määritetään veden absorboivan aineen kyky. Tätä varten käytetään alla olevaa yhtälöä:

%P_m = (m_s - m_{0 -})/m_{0 -} x 100

Tässä kaavassa:

P_m edustaa huokosten osuutta (ilmaistuna prosentteina).
m_s Se viittaa murto -osan massaan sen jälkeen, kun se on upotettu veteen.
m_{0 -} Kuvaile minkä tahansa aineen murto -osan massa ennen upotettua.

Tilavuushuokoisuus

Samalla tavalla tietyn materiaalin tilavuushuokoisuuden määrittämiseksi käytetään seuraavaa matemaattista kaavaa:

%P_v = ρ_m/[ρ_m + (ρ_F/P_m)] x 100

Tässä kaavassa:

P_v Kuvaile huokosten osuutta (ilmaistuna prosentteina).
ρ_m Se viittaa aineen tiheyteen (ilman upottamista).
ρ_F edustaa vesitiheyttä.

Esimerkkejä kemiallisesta huokoisuudesta

Esimerkki huokoisesta eikä huokoisesta väliaineesta

Joidenkin huokoisten materiaalien, kuten onteloiden lukumäärän tai huokosten koon, ainutlaatuiset ominaisuudet tekevät niistä mielenkiintoisen tutkimuksen kohteen.

Siten suuri osa näistä valtavan hyödyllisyyden aineista löytyy luonnosta, mutta monet muut voidaan syntetisoida laboratorioissa.

Voi palvella sinua: entsymaattinen aktiivisuus: yksikkö, mittaus, säätely ja tekijät

Reagenssin huokoisuusominaisuuksiin vaikuttavien tekijöiden tutkiminen mahdollistaa sen mahdollisten sovellusten määrittämisen ja yrittää saada uusia aineita, jotka auttavat tutkijoita jatkamaan etenemistä tieteen ja materiaalitekniikan aloilla.

Yksi tärkeimmistä alueista, joilla kemiallista huokoisuutta tutkitaan, on katalyysi, kuten muilla alueilla, kuten kaasun adsorptio ja erottelu.

Zeoliitit

Zeoliitti

Osoita, että tämä on kiteisten ja mikrohuokoisten materiaalien, kuten zeoliittien ja orgaanisen metallirakenteen, tutkimus.

Tässä tapauksessa zeoliiteja käytetään katalyytteinä reaktioissa, jotka suoritetaan happokatalyysin avulla, johtuen niiden mineraaliominaisuuksista, kuten oksidista huokoisista ja että on olemassa erityyppisiä zeoliiteja, joilla on pienet, keskikokoiset ja suurikokoiset huokoset.

Esimerkki zeoliittien käytöstä on katalyyttisessä halkeamisprosessissa, öljynjalostamoissa käytetty menetelmä bensiinin tuottamiseksi fraktiosta tai leikattu raskaasta raakaöljystä.

Orgaaniset metallirakenteet, joihin liittyy hybridimateriaaleja

Toinen tutkittu yhdisteiden luokka ovat orgaaniset metallirakenteet, joihin sisältyy hybridimateriaaleja, jotka on luotu orgaanisesta fragmentista, kytketystä aineesta ja epäorgaanisesta fragmentista, joka muodostaa näiden aineiden perustavanlaatuisen perustan.

Tämä edustaa sen rakenteensa parempaa monimutkaisuutta edellä kuvattujen zeoliittien rakenteen suhteen, joten se sisältää paljon suurempia mahdollisuuksia kuin zeoliiteille kuviteltavat, koska niitä voidaan käyttää uusien materiaalien suunnitteluun, joilla on ainutlaatuisia ominaisuuksia.

Se voi palvella sinua: Hydronio -ioni

Huolimatta siitä, että nämä orgaaniset metallirakenteet ovat pieniä tutkimusaikaa, ja ne ovat olleet suuren määrän synteesiä tuottamaan materiaaleja, joilla on monia erilaisia ​​rakenteita ja ominaisuuksia.

Nämä rakenteet ovat melko lämpö- ja kemiallisesti stabiileja, mukaan lukien yksi erityisistä kiinnostavista, jotka ovat tereftallihapon ja zirkoniumin tuote, muun muassa reagenssit.

UIO-66

Tällä aineella, nimeltään UIO-66, on laaja pinta, jolla on riittävä huokoisuus ja muut ominaisuudet, jotka tekevät siitä optimaalisen materiaalin katalyysin ja adsorptioalueiden tutkimuksille.

Toiset

Lopuksi, farmaseuttisissa sovelluksissa, maaperätutkimuksessa, öljyteollisuudessa ja monissa muissa, joissa aineiden huokoisuutta käytetään esimerkkejä poikkeuksellisten materiaalien saamiseksi ja niiden käyttämiselle tieteen hyväksi.

Viitteet

1. Lillerud, K. P. (2014). Huokoiset materiaalit. MN: ltä toipunut.UIO.Ei
2. Joardder, m. TAI., Karim, a., Kumar, c. (2015). Huokoisuus: Kuivausparamerien ja kuivatun ruoan laadun välisen suhteen luominen. Palautettu kirjoista.Google.yhteistyö.mennä
3. Burroughs, c., Charles, J. -Lla. et al. (2018). Britannica Encyclopedia. Toipunut Britannicasta.com
4. Riisi, r. W -. (2017). Keramiikan huokoisuus: ominaisuudet ja sovellukset. Palautettu kirjoista.Google.yhteistyö.mennä