תכונות נקבוביות כימיות, סוגי ודוגמאות

ה נקבוביות כימית היא היכולת של חומרים מסוימים לספוג או לתת דרך חומרים מסוימים בשלב נוזלי או גזי, דרך חללים ריקים המופיעים במבנה שלה. כאשר מדברים על נקבוביות, חלק "חלול" או חללים ריקים בחומר מסוים מתואר.

הוא מיוצג על ידי נפח חלק של חללים אלה מחולק נפח החומר הכולל למד. הערך או הערך המספרי המתקבל מפרמטר זה יכולים לבוא לידי ביטוי בשתי דרכים: ערך בין 0 ל -1 או אחוז (ערך בין 0 ל -100%), כדי לתאר כמה חומר הוא שטח ריק.

למרות לייחס שימושים מרובים ענפי המדע השונים טהור מיושם, חומרים, בין היתר, את הפונקציונליות העיקרית של נקבוביות כימיים קשורה ליכולת דיבוק חומר מסוים כדי לאפשר קליטה של ​​נוזלים; נוזלים או גזים כלומר.

בנוסף, באמצעות מושג זה אנו מנתחים את הממדים ואת מספר החורים או "נקבוביות" כי מסננת או קרום חדיר חלקית יש מוצקים מסוימים.

אינדקס

• 1 מאפיינים
  • 1.1 אינטראקציה שני חומרים
  • 1.2 מהירות התגובה תלויה בחלל השטח של המוצק
  • 1.3 נגישות או חדירות תלויה בנקבוביות
• סוגי נקבוביות כימית
  • 2.1 נקבוביות המונית
  • 2.2 נקבוביות נפחית
• 3 דוגמאות של נקבוביות כימית
  • 3.1 זאוליטים
  • 3.2 מבני מתכת אורגניים הכוללים חומרים היברידיים
  • 3.3 UiO-66
  • 3.4 אחר
• 4 הפניות

תכונות

שני חומרים אינטראקציה

נקבובי הוא חלק הנפח של קורס מוצק הוא בהחלט חלול קשור לאופן שבו שני חומרי האינטראקציה, נותן מאפייני מוליכות ספציפית, קריסטל, תכונות מכאניות ועוד רבים אחרים.

מהירות התגובה תלויה בחלל השטח של מוצק

בתגובות המתרחשות בין חומר גזי לבין מוצק או בין נוזל למוצק, מהירות התגובה תלויה במידה רבה בחלל פני השטח של המוצק הזמין כך שהתגובה יכולה להתבצע.

נגישות או חדירות תלויה הנקבוביות

נגישות או חדירות כי חומר יכול להיות על פני השטח הפנימי של חלקיק של חומר מסוים או מתחם, קשורה קשר הדוק גם את המאפיינים ואת המאפיינים של הנקבוביות, כמו גם את מספר.

סוגי נקבוביות כימית

נקבוביות יכול להיות סוגים רבים (גיאולוגי, אווירודינמי, כימי, בין היתר), אבל כשמדובר בכימיה, שני סוגים מתוארים: מסה נפח, בהתאם לסוג החומר הנלמד..

נקבוביות המונית

כאשר מתייחסים נקבוביות המונית, היכולת של חומר לספוג מים נקבע. לשם כך, המשוואה המוצגת להלן משמשת:

% P_מ = (m_s - מ₀) / m₀ x 100

בנוסחה זו:

עמ '_מ מייצג את חלקם של הנקבוביות (לידי ביטוי באחוזים).
מ_s מתייחס למסה של השבר לאחר שקוע במים.
מ₀ מתאר את המסה של כל חלק של החומר לפני שקוע.

נקבוביות נפחית

כמו כן, כדי לקבוע את נקבוביות נפח של חומר מסוים או את חלקם של חללים שלה, הנוסחה המתמטית הבאה משמשת:

% P_v 49 ρ_מ/ [ρ_מ + (ρ_ו/ P_מ)] x 100

בנוסחה זו:

עמ '_v מתאר את חלקם של הנקבוביות (לידי ביטוי באחוזים).
ρ_מ מתייחס לצפיפות החומר (ללא הטבלה).
ρ_ו מייצג את צפיפות המים.

דוגמאות של נקבוביות כימית

המאפיינים הייחודיים של כמה חומרים נקבוביים, כגון מספר חללים או גודל הנקבוביות שלהם, להפוך אותם אובייקט מעניין של המחקר.

בדרך זו, מספר גדול של חומרים אלה של תועלת רבה נמצאים בטבע, אבל הרבה יותר יכול להיות מסונתז במעבדות.

חקירת הגורמים המשפיעים על תכונות נקבוביות של מגיב מאפשר לקבוע את היישומים האפשריים שיש לו ולנסות להשיג חומרים חדשים המסייעים למדענים להמשיך להתקדם בתחומי המדע והטכנולוגיה של חומרים.

אחד התחומים העיקריים שבהם נקבוביות כימית הוא למד בקטליזה, כמו בתחומים אחרים כגון ספיגת גז ההפרדה..

זאוליטים

הוכחה לכך היא המחקר של חומרים גבישיים ו microporous, כגון zeolites ואת המבנה של מתכות אורגניות.

במקרה זה, זאוליטים בשימוש כזרזים בתגובות כי מתבצעים באמצעות קטליזה חומצה, בשל המינרלים שלה כמאפייני תחמוצת נקבובי ישנם סוגים שונים של זאוליטים עם נקבוביות קטנות, בינוניות וגדולות.

דוגמה לשימוש זאוליטים הוא תהליך פיצוח קטליטי, שיטה המשמשת בתי זיקוק לנפט כדי להפיק דלק חלק או לחתוך נפט גולמי כבד..

מבני מתכת אורגניים הכוללים חומרים היברידיים

סוג נוסף של תרכובות הנחקרות הן מבנים של מתכות אורגניות הכוללות חומרים היברידיים, הנוצרים משבר אורגני, חומר מחייב וחלק אורגני המהווה את הבסיס הבסיסי של חומרים אלה.

זה מייצג מבנה מורכב יותר ביחס זאוליטים שתוארו לעיל, ובכך כולל הרבה יותר אפשרויות דעת עבור זאוליטים מאז הם יכולים לשמש עבור העיצוב של חומרים חדשים בעלי תכונות ייחודיות.

למרות היותו קבוצה של חומרים עם זמן לימוד קטן, מבני מתכת האורגניים אלה גרמו ממספר רב של סינתזה לייצר חומרים בעלי מבנה שונה ומאפיין.

מבנים אלה הם יציבים למדי מבחינה תרמית וכימית, כולל אחד עניין מיוחד כי הוא תוצר של חומצה terephthalic ו זירקוניום, בין ריאגנטים אחרים.

UiO-66

חומר זה, הנקרא UiO-66, בעל משטח נרחב עם נקבוביות נאותה ומאפיינים אחרים שהופכים אותו לחומר אופטימלי עבור מחקרים בתחומים של קטליזה וספיחה..

אחרים

לבסוף, יש אינסוף דוגמאות ביישומים פרמצבטיים, חקירות קרקע, בתעשיית הנפט ורבים אחרים שבהם נקבוביות החומרים משמשת כבסיס להשגת חומרים יוצאי דופן ולהשתמש בהם לטובת המדעים.

הפניות

1. Lillerud, K. P. (2014). חומרים נקבוביים. שוחזר מ mn.uio.no
2. Jundder, M. U., Karim, A., Kumar, C. (2015). נקבוביות: יצירת הקשר בין הפרמטרים ייבוש איכות מזון יבשים. מאוחזר מ- books.google.co.il
3. Burroughs, C., Charles, J. A. et al. (2018). אנציקלופדיה בריטניקה. שחזר מ britannica.com
4. רייס, ר 'וו (2017). נקבוביות של קרמיקה: נכסים ויישומים. מאוחזר מ- books.google.co.il