ลักษณะความพรุนของสารเคมีประเภทและตัวอย่าง



เคมีรูพรุน คือความสามารถของวัสดุบางอย่างในการดูดซับหรือปล่อยให้สารบางอย่างในสถานะของเหลวหรือก๊าซผ่านพื้นที่ว่างเปล่าที่มีอยู่ในโครงสร้าง เมื่อพูดถึงความโปร่งจะอธิบายส่วนของ "ช่องว่าง" หรือช่องว่างในวัสดุบางอย่าง.

มันถูกแทนด้วยส่วนปริมาณของฟันผุเหล่านี้หารด้วยปริมาณของวัสดุทั้งหมดที่ศึกษา ขนาดหรือค่าตัวเลขที่เป็นผลมาจากพารามิเตอร์นี้สามารถแสดงได้สองวิธี: ค่าระหว่าง 0 ถึง 1 หรือเปอร์เซ็นต์ (ค่าระหว่าง 0 ถึง 100%) เพื่ออธิบายจำนวนวัสดุที่ว่าง.

แม้จะถูกนำมาใช้หลายอย่างในสาขาที่แตกต่างกันของวิทยาศาสตร์บริสุทธิ์, การนำไปใช้, วัสดุ, และอื่น ๆ , หน้าที่หลักของความพรุนของสารเคมีนั้นเชื่อมโยงกับความสามารถของวัสดุบางอย่างเพื่อให้การดูดซับของเหลว; นั่นคือของเหลวหรือก๊าซ.

นอกจากนี้จากแนวคิดนี้เราวิเคราะห์มิติและจำนวนของรูหรือ "รูขุมขน" ที่ตะแกรงหรือเยื่อกรองบางส่วนที่ซึมเข้าไปได้ในของแข็งบางชนิด.

ดัชนี

  • 1 ลักษณะ
    • 1.1 โต้ตอบสองสาร
    • 1.2 ความเร็วปฏิกิริยาขึ้นอยู่กับพื้นที่ผิวของของแข็ง
    • 1.3 การเข้าถึงหรือการเจาะขึ้นอยู่กับรูขุมขน
  • 2 ประเภทของสารเคมีรูพรุน
    • 2.1 Mass porosity
    • 2.2 ปริมาตรรูพรุน
  • 3 ตัวอย่างของความพรุนทางเคมี
    • 3.1 ซีโอไลต์
    • 3.2 โครงสร้างโลหะอินทรีย์ที่เกี่ยวข้องกับวัสดุไฮบริด
    • 3.3 UiO-66
    • 3.4 อื่น ๆ
  • 4 อ้างอิง

คุณสมบัติ

สารสองตัวมีปฏิกิริยาต่อกัน

Porosity เป็นส่วนปริมาตรของสมมติฐานที่มั่นคงซึ่งแน่นอนว่าเป็นโพรงและเกี่ยวข้องกับวิธีการที่สารสองชนิดมีปฏิกิริยากันทำให้มีลักษณะเฉพาะของการนำไฟฟ้าผลึกสมบัติเชิงกลและคุณสมบัติอื่น ๆ อีกมากมาย.

ความเร็วปฏิกิริยาขึ้นอยู่กับพื้นที่ผิวของของแข็ง

ในปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นระหว่างสารก๊าซและของแข็งหรือระหว่างของเหลวและของแข็งความรวดเร็วของปฏิกิริยาขึ้นอยู่กับขอบเขตขนาดใหญ่บนพื้นที่ของพื้นผิวของของแข็งที่มีอยู่เพื่อให้สามารถทำปฏิกิริยาได้.

การเข้าถึงหรือการเจาะขึ้นอยู่กับรูขุมขน

ความสามารถในการเข้าถึงหรือการแทรกซึมที่สารสามารถมีบนพื้นผิวด้านในของอนุภาคของวัสดุหรือสารประกอบที่กำหนดนั้นยังเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับขนาดและลักษณะของรูขุมขนเช่นเดียวกับจำนวนของมัน.

ประเภทของสารเคมีที่เป็นรูพรุน

ความพรุนสามารถมีได้หลายประเภท (ทางธรณีวิทยาอากาศพลศาสตร์เคมีและอื่น ๆ ) แต่เมื่อพูดถึงทางเคมีมีการอธิบายสองแบบ: มวลและปริมาตรขึ้นอยู่กับชนิดของวัสดุที่กำลังศึกษา.

ความพรุน

เมื่อกล่าวถึงความพรุนของมวลความสามารถของสารในการดูดซับน้ำจะถูกกำหนด สำหรับสิ่งนี้จะใช้สมการที่แสดงด้านล่าง:

% Pม. = (ms - ม.0) / m0 x 100

ในสูตรนี้:

Pม. แสดงถึงสัดส่วนของรูขุมขน (แสดงเป็นร้อยละ).
ม.s หมายถึงมวลของเศษส่วนหลังจากถูกแช่ในน้ำ.
ม.0 อธิบายมวลของเศษส่วนใด ๆ ของสารก่อนที่จะถูกแช่.

ปริมาตรรูพรุน

ในการคำนวณหาค่าปริมาตรรูพรุนของวัสดุบางชนิดหรือสัดส่วนของฟันผุนั้นใช้สูตรทางคณิตศาสตร์ต่อไปนี้:

% Pโวลต์ = ρม./ [ρม. + (ρF/ pม.)] x 100

ในสูตรนี้:

Pโวลต์ อธิบายสัดส่วนของรูขุมขน (แสดงเป็นเปอร์เซ็นต์).
ρม. หมายถึงความหนาแน่นของสาร (โดยไม่จมอยู่ใต้น้ำ).
ρF แสดงถึงความหนาแน่นของน้ำ.

ตัวอย่างของสารเคมีที่เป็นรูพรุน

ลักษณะเฉพาะของวัสดุที่มีรูพรุนเช่นจำนวนของฟันผุหรือขนาดรูขุมขนทำให้พวกมันเป็นวัตถุที่น่าสนใจในการศึกษา.

ด้วยวิธีนี้พบสารธรรมชาติที่เป็นประโยชน์มากมายในธรรมชาติ แต่สามารถสังเคราะห์ได้ในห้องปฏิบัติการ.

การตรวจสอบปัจจัยที่มีอิทธิพลต่อคุณภาพความเป็นรูพรุนของรีเอเจนต์ช่วยให้สามารถพิจารณาการใช้งานที่เป็นไปได้ที่มีและพยายามรับสารใหม่ที่ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ก้าวหน้าต่อไปในสาขาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีของวัสดุ.

หนึ่งในพื้นที่หลักที่มีการศึกษาความพรุนของสารเคมีคือการเร่งปฏิกิริยาเช่นเดียวกับในพื้นที่อื่น ๆ เช่นการดูดซับก๊าซและการแยกสาร.

ซีโอไลต์

ข้อพิสูจน์เรื่องนี้คือการวิจัยเกี่ยวกับผลึกและวัสดุพรุนเช่นซีโอไลต์และโครงสร้างของโลหะอินทรีย์.

ในกรณีนี้ซีโอไลต์ถูกใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในการทำปฏิกิริยาโดยใช้วิธีการเร่งปฏิกิริยาด้วยกรดเนื่องจากคุณสมบัติของแร่ที่มีรูพรุนออกไซด์และซีโอไลต์ชนิดต่าง ๆ ที่มีรูพรุนขนาดเล็กขนาดกลางและขนาดใหญ่.

ตัวอย่างของการใช้ซีโอไลต์อยู่ในกระบวนการแตกตัวเร่งปฏิกิริยาซึ่งเป็นวิธีที่ใช้ในโรงกลั่นน้ำมันเพื่อผลิตน้ำมันเบนซินจากเศษส่วนหรือตัดจากน้ำมันดิบหนัก.

โครงสร้างโลหะอินทรีย์ที่เกี่ยวข้องกับวัสดุไฮบริด

สารประกอบอีกประเภทหนึ่งที่ถูกตรวจสอบคือโครงสร้างของโลหะอินทรีย์ที่เกี่ยวข้องกับวัสดุไฮบริดที่สร้างขึ้นจากชิ้นส่วนอินทรีย์สารจับตัวและชิ้นส่วนอนินทรีย์ซึ่งเป็นพื้นฐานพื้นฐานสำหรับสารเหล่านี้.

สิ่งนี้แสดงให้เห็นถึงความซับซ้อนที่มากขึ้นในโครงสร้างของมันเมื่อเทียบกับซีโอไลต์ที่อธิบายไว้ข้างต้นดังนั้นจึงมีความเป็นไปได้ที่มากกว่าซีโอไลต์ที่สามารถจินตนาการได้เนื่องจากพวกมันสามารถใช้สำหรับการออกแบบวัสดุใหม่ที่มีคุณสมบัติพิเศษ.

แม้จะเป็นกลุ่มของวัสดุที่มีเวลาศึกษาเพียงเล็กน้อย แต่โครงสร้างอินทรีย์ของโลหะเหล่านี้เป็นผลผลิตของการสังเคราะห์จำนวนมากเพื่อผลิตวัสดุที่มีโครงสร้างและคุณสมบัติที่แตกต่างกันมากมาย.

โครงสร้างเหล่านี้ค่อนข้างเสถียรทางความร้อนและทางเคมีรวมถึงหนึ่งในความสนใจพิเศษที่เป็นผลิตภัณฑ์ของกรดเทเรฟทาลิกและเซอร์โคเนียมในหมู่น้ำยาอื่น ๆ.

UIO-66

สารนี้เรียกว่า UiO-66 มีพื้นผิวที่กว้างขวางพร้อมความพรุนที่เพียงพอและคุณสมบัติอื่น ๆ ที่ทำให้เป็นวัสดุที่ดีที่สุดสำหรับการศึกษาในด้านการเร่งปฏิกิริยาและการดูดซับ.

คนอื่น ๆ

ในที่สุดก็มีตัวอย่างมากมายในการใช้งานด้านเภสัชกรรมการตรวจสอบดินในอุตสาหกรรมน้ำมันและอื่น ๆ อีกมากมายที่มีการใช้วัสดุพรุนเป็นพื้นฐานในการรับวัสดุพิเศษและใช้ในทางวิทยาศาสตร์.

การอ้างอิง

  1. Lillerud, K. P. (2014) วัสดุพรุน กู้คืนจาก mn.uio.no
  2. Joardder, M. U. , Karim, A. , Kumar, C. (2015) ความพรุน: การสร้างความสัมพันธ์ระหว่างพารามิเตอร์การทำให้แห้งและคุณภาพของอาหารแห้ง ดึงมาจาก books.google.co.th
  3. Burroughs, C. , Charles, J. A. และคณะ (2018) สารานุกรมบริแทนนิกา กู้คืนจาก britannica.com
  4. ข้าว, R. W. (2017) ความพรุนของเซรามิก: คุณสมบัติและการใช้งาน ดึงมาจาก books.google.co.th