Chemische Porositätsmerkmale, Typen und Beispiele

Der Chemische Porosität Es ist die Fähigkeit, dass bestimmte Materialien bestimmte Substanzen in flüssigen oder gasförmigen Phasen durch leere Räume in ihrer Struktur absorbieren oder lassen müssen. Wenn Sie über Porosität sprechen, wird der Teil von „hohlen“ oder leeren Räumen in bestimmten Materialien beschrieben.

Es wird durch den Teil des Volumens dieser Hohlräume vertreten, geteilt durch das Volumen des gesamten untersuchten Materials. Der Ausmaß oder der numerische Wert, der sich aus diesem Parameter ergibt.

Küche ist sehr porös

Obwohl mehrere Verwendungen in verschiedenen Zweigen von reinen Wissenschaften, die unter anderem angewendet wurden, zugeschrieben werden, ist die Hauptfunktion der chemischen Porosität mit der Fähigkeit eines bestimmten Materials verbunden, die Flüssigkeitsabsorption zu ermöglichen. Das heißt, Flüssigkeiten oder Gase.

Darüber hinaus werden durch dieses Konzept die Dimensionen und die Menge an Löchern oder „Poren“, die eine teilweise durchlässige Membran in bestimmten Festkörpern haben, analysiert.

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Porositätsmerkmale

Medium mit hoher Porosität (links) und niedriger Porosität (rechts). Schwarze Formen repräsentieren Feststoffe, Blau repräsentiert poröse Räume

Zwei Substanzen interagieren

Porosität ist der Teil des Volumens eines festgelegten Feststoffs, der sicherlich hohl ist und mit der Art und Weise verwandt ist, in der zwei Substanzen interagieren, was spezifische Merkmale der Leitfähigkeit, kristalline, mechanische Eigenschaften und viele andere verleiht.

Die Reaktionsrapvidität hängt vom Oberflächenraum des Feststoffs ab

In den Reaktionen zwischen einer gasförmigen Substanz und einem Feststoff oder zwischen einer Flüssigkeit und einem Feststoff hängt die Geschwindigkeit einer Reaktion weitgehend vom Oberflächenraum des verfügbaren Feststoffs ab, so dass die Reaktion durchgeführt werden kann.

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Zugänglichkeit oder Durchdringlichkeit hängt von den Poren ab

Die Zugänglichkeit oder Durchdringlichkeit, die eine Substanz auf der inneren Oberfläche eines Teilchens eines bestimmten Materials oder einer bestimmten Verbindung haben kann.

Arten der chemischen Porosität

Die Porosität kann von vielen Typen sein (geologisch, aerodynamik, chemisch, unter anderem), aber wenn sie Chemie sind.

Massenporosität

Wenn sich auf die Massenporosität bezieht. Zu diesem Zweck wird die unten gezeigte Gleichung verwendet:

%P_M = (m_S - M₀)/M₀ x 100

In dieser Formel:

P_M repräsentiert den Anteil der Poren (ausgedrückt in Prozent).
M_S Es bezieht sich auf die Masse des Bruchs, nachdem es in Wasser getaucht wurde.
M₀ Beschreiben Sie die Masse eines Teils der Substanz, bevor Sie getaucht werden.

Volumetrische Porosität

Auf die gleiche Weise wird die folgende mathematische Formel verwendet, um die volumetrische Porosität eines bestimmten Materials oder den Anteil seiner Hohlräume zu bestimmen:

%P_v = ρ_M/[ρ_M + (ρ_F/P_M)] x 100

In dieser Formel:

P_v Beschreiben Sie den Anteil der Poren (ausgedrückt in Prozent).
ρ_M Es bezieht sich auf die Dichte der Substanz (ohne zu tauchen).
ρ_F repräsentiert die Wasserdichte.

Beispiele für chemische Porosität

Beispiel eines porösen und nicht porösen Mediums

Die einzigartigen Eigenschaften einiger poröser Materialien, wie die Anzahl der Hohlräume oder die Größe ihrer Poren, machen sie zu einem interessanten Untersuchungsgegenstand.

Somit ist in der Natur eine große Anzahl dieser Substanzen des enormen Nutzens gefunden, aber viele weitere können in Labors synthetisiert werden.

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Untersuchung der Faktoren, die die Porositätsqualitäten eines Reagenzus beeinflussen, ermöglicht es, die möglichen Anwendungen zu bestimmen, die sie haben, und versuchen, neue Substanzen zu erhalten, die Wissenschaftlern helfen, weiterhin in den Bereichen Wissenschaft und Technologie von Materialien voranzukommen.

Einer der Hauptbereiche, in denen chemische Porosität untersucht wird.

Zeolithen

Zeolith

Zeigen Sie, dass dies die Untersuchung kristalline und mikroporöse Materialien wie Zeolithe und organische Metallstruktur ist.

In diesem Fall werden Zeolithe als Katalysatoren bei Reaktionen verwendet, die durch Säurekatalyse durchgeführt werden.

Ein Beispiel für die Verwendung von Zeolithen ist im katalytischen Cracking -Prozess, ein Verfahren, das in Ölraffinerien zur Herstellung von Benzin aus einem Bruch angewendet oder aus schwerem Rohöl geschnitten wird.

Organische Metallstrukturen mit hybriden Materialien

Eine weitere untersuchte Verbindungsklasse sind organische Metallstrukturen, die hybride Materialien beinhalten, die aus einem organischen Fragment, der verknüpften Substanz und einem anorganischen Fragment erzeugt werden, das die grundlegende Grundlage für diese Substanzen darstellt.

Dies stellt eine größere Komplexität in seiner Struktur in Bezug auf die der oben beschriebenen Zeolithen dar und enthält daher viel größere Möglichkeiten als diejenigen.

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Obwohl diese organischen Metallstrukturen eine Gruppe von Materialien mit wenig Untersuchungszeit waren, waren sie das Produkt einer großen Anzahl von Synthese, um Materialien mit vielen verschiedenen Strukturen und Eigenschaften herzustellen.

Diese Strukturen sind ziemlich thermisch und chemisch stabil, einschließlich eines besonderen Interesses, das unter anderem das Produkt von Tereftallsäure und Zirkonium ist.

UIO-66

Diese Substanz, die UIO-66 genannt wird, hat eine umfangreiche Oberfläche mit angemessener Porosität und anderen Merkmalen.

Andere

Schließlich gibt es eine Unendlichkeit von Beispielen in pharmazeutischen Anwendungen, Bodenforschung, in der Ölindustrie und vielen anderen, bei denen die Porosität von Substanzen als Grundlage für die Erlangung außergewöhnlicher Materialien und die Verwendung zugunsten der Wissenschaft verwendet wird.

Verweise

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