Caractéristiques, types et exemples de porosité chimique

La Porosité chimique C'est la capacité que certains matériaux doivent absorber ou laisser certaines substances en phase liquide ou gazeuse passer à travers des espaces vides présents dans leur structure. Lorsque vous parlez de porosité, la partie des espaces «creux» ou vides dans certains matériaux est décrit.

Il est représenté par la partie du volume de ces cavités divisée par le volume de l'ensemble du matériau étudié. La magnitude ou la valeur numérique résultant de ce paramètre peut être exprimée de deux manières: une valeur entre 0 et 1 ou un bit pour cent entre 0 et 100%), pour décrire la quantité de matériau est un espace vide.

La cuisine est très poreuse

Bien que les utilisations multiples soient attribuées dans différentes branches de sciences pures, appliquées, de matériaux, entre autres, la principale fonctionnalité de la porosité chimique est liée à la capacité de certains matériaux à permettre l'absorption des liquides; c'est-à-dire des liquides ou des gaz.

De plus, à travers ce concept, les dimensions et la quantité de trous ou de «pores» qui ont une membrane partiellement perméable dans certains solides sont analysées.

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Caractéristiques de la porosité

Moyen avec une porosité élevée (à gauche) et une faible porosité (à droite). Les formes noires représentent des solides, le bleu représente les espaces poreux

Deux substances interagissent

La porosité est la partie du volume d'un solide supposé qui est certainement creux et est lié à la manière dont deux substances interagissent, donnant des caractéristiques spécifiques de la conductivité, des propriétés cristallines et mécaniques et bien d'autres.

La rapidité de réaction dépend de l'espace de surface du solide

Dans les réactions entre une substance gazeuse et un solide ou entre un liquide et un solide, la vitesse d'une réaction dépend en grande partie de l'espace de surface du solide disponible pour que la réaction puisse être effectuée.

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L'accessibilité ou la pénétrabilité dépend des pores

L'accessibilité ou la pénétrabilité qu'une substance peut avoir sur la surface intérieure d'une particule d'un matériau ou d'un composé spécifique, est également intimement liée aux dimensions et aux caractéristiques des pores, ainsi qu'avec le nombre d'entre eux.

Types de porosité chimique

La porosité peut être de nombreux types (géologique, aérodynamique, chimie, entre autres), mais lorsqu'ils sont la chimie, deux types sont décrits: masse et volumétrique, selon la classe de matériel qui est étudié.

Porosité de masse

Lorsqu'il se référait à la porosité de la masse, la capacité d'une substance d'absorption d'eau est déterminée. Pour cela, l'équation ci-dessous est utilisée:

% P_m = (m_s - m₀) / m₀ x 100

Dans cette formule:

P_m représente la proportion de pores (exprimé en pourcentage).
m_s Il se réfère à la masse de la fraction après avoir été submergé dans l'eau.
m₀ Décrivez la masse de toute fraction de la substance avant d'être submergé.

Porosité volumétrique

De la même manière, pour déterminer la porosité volumétrique d'un certain matériau ou la proportion de ses cavités, la formule mathématique suivante est utilisée:

% P_V = ρ_m/ [ρ_m + (ρ_F/ P_m)] x 100

Dans cette formule:

P_V Décrire la proportion de pores (exprimé en pourcentage).
ρ_m Il se réfère à la densité de la substance (sans s'immerger).
ρ_F représente la densité d'eau.

Exemples de porosité chimique

Exemple d'un milieu poreux et non poreux

Les caractéristiques uniques de certains matériaux poreux, comme le nombre de cavités ou la taille de leurs pores, en font un objet d'étude intéressant.

Ainsi, un grand nombre de ces substances d'énorme utilité se trouvent dans la nature, mais beaucoup d'autres peuvent être synthétisées dans les laboratoires.

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L'enquête sur les facteurs qui influencent les qualités de porosité d'un réactif permet de déterminer les applications possibles qu'elle a et d'essayer d'obtenir de nouvelles substances qui aident les scientifiques à continuer à progresser dans les domaines de la science et de la technologie des matériaux.

L'un des principaux domaines dans lesquels la porosité chimique est étudiée est sur la catalyse, comme dans d'autres domaines tels que l'adsorption et la séparation du gaz.

Zéolites

Zéolite

Montrez qu'il s'agit de l'étude des matériaux cristallins et microporeux, tels que les zéolites et la structure des métaux organiques.

Dans ce cas, les zéolites sont utilisées comme catalyseurs dans des réactions réalisées au moyen de la catalyse acide, en raison de leurs propriétés minérales telles que l'oxyde poreux et qu'il existe différents types de zéolites avec des pores de petite, moyenne et grande taille.

Un exemple de l'utilisation de zéolithes est dans le processus de fissuration catalytique, une méthode utilisée dans les raffineries d'huile pour produire de l'essence à partir d'une fraction ou coupée à partir de pétrole brut lourd.

Structures de métaux organiques impliquant des matériaux hybrides

Une autre classe de composés qui sont étudiés sont des structures de métaux organiques qui impliquent des matériaux hybrides, créés à partir d'un fragment organique, de la substance liée et d'un fragment inorganique qui constitue la base fondamentale de ces substances.

Cela représente une plus grande complexité dans sa structure par rapport à celle des zéolites décrites ci-dessus, donc elle comprend des possibilités beaucoup plus importantes que celles imaginables pour les zéolites car elles peuvent être utilisées pour la conception de nouveaux matériaux avec des propriétés uniques.

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Bien qu'ils soient un groupe de matériaux avec peu de temps d'étude, ces structures de métaux organiques ont été le produit d'un grand nombre de synthèses pour produire des matériaux avec de nombreuses structures et propriétés différentes.

Ces structures sont assez thermiques et chimiquement stables, y compris l'un des intérêts particuliers qui est le produit de l'acide téréfant et du zirconium, entre autres réactifs.

UIO-66

Cette substance, appelée UIO-66, a une surface étendue avec une porosité adéquate et d'autres caractéristiques qui en font un matériau optimal pour les études en catalyse et en zones d'adsorption.

Autres

Enfin, il existe une infinité d'exemples dans les applications pharmaceutiques, la recherche sur les sols, dans l'industrie pétrolière et bien d'autres où la porosité des substances est utilisée comme base pour obtenir des matériaux extraordinaires et les utiliser en faveur de la science.

Les références

1. Lillerud, k. P. (2014). Matériaux poreux. Récupéré de Mn.uio.Non
2. Joardder, m. OU., Karim, un., Kumar, C. (2015). Porosité: établir la relation entre les paramètres de séchage et la qualité des aliments séchés. Récupéré des livres.Google.co.aller
3. Burroughs, C., Charles, J. POUR. et al. (2018). Encyclopédie Britannica. Récupéré de Britannica.com
4. Riz, R. W. (2017). Porosité de la céramique: propriétés et applications. Récupéré des livres.Google.co.aller