Karakteristik, Jenis, dan Contoh Porositas Kimia



itu porositas kimia adalah kemampuan bahan tertentu untuk menyerap atau membiarkan zat tertentu dalam fase cair atau gas, melalui ruang kosong yang ada dalam strukturnya. Ketika berbicara tentang porositas, porsi "kosong" atau ruang kosong dalam bahan tertentu dijelaskan.

Itu diwakili oleh bagian volume rongga-rongga ini dibagi dengan volume dari total bahan yang dipelajari. Nilai magnitudo atau numerik yang dihasilkan dari parameter ini dapat diekspresikan dalam dua cara: nilai antara 0 dan 1 atau persentase (nilai antara 0 dan 100%), untuk menggambarkan berapa banyak materi yang merupakan ruang kosong.

Meskipun dikaitkan beberapa kegunaan di berbagai cabang ilmu murni, diterapkan, bahan, antara lain, fungsi utama porositas kimia terkait dengan kemampuan bahan tertentu untuk memungkinkan penyerapan cairan; yaitu, cairan atau gas.

Selain itu, melalui konsep ini kami menganalisis dimensi dan jumlah lubang atau "pori-pori" yang dimiliki oleh saringan atau membran sebagian permeabel pada padatan tertentu..

Indeks

  • 1 Karakteristik
    • 1.1 Berinteraksi dua zat
    • 1.2 Kecepatan reaksi tergantung pada ruang permukaan benda padat
    • 1.3 Aksesibilitas atau penetrasi tergantung pada pori-pori
  • 2 Jenis porositas kimia
    • 2.1 Porositas massa
    • 2.2 Porositas volumetrik
  • 3 Contoh porositas kimia
    • 3.1 Zeolit
    • 3.2 Struktur logam organik yang melibatkan bahan hibrida
    • 3.3 UiO-66
    • 3.4 Lainnya
  • 4 Referensi

Fitur

Dua zat berinteraksi

Porositas adalah bagian volume dari asumsi kuat yang tentu saja berongga dan terkait dengan cara di mana dua zat berinteraksi, memberikannya karakteristik khusus konduktivitas, kristal, mekanis, dan banyak sifat lainnya..

Kecepatan reaksi tergantung pada ruang permukaan benda padat

Dalam reaksi yang terjadi antara zat gas dan zat padat atau antara cairan dan zat padat, kecepatan reaksi sangat tergantung pada ruang permukaan zat padat yang tersedia sehingga reaksi dapat dilakukan.

Aksesibilitas atau penetrasi tergantung pada pori-pori

Aksesibilitas atau daya tembus yang dapat dimiliki suatu zat pada permukaan bagian dalam suatu partikel dari bahan atau senyawa tertentu, juga berkaitan erat dengan dimensi dan karakteristik pori-pori, serta jumlah zat tersebut..

Jenis porositas kimia

Porositas dapat terdiri dari banyak jenis (geologi, aerodinamik, kimia, antara lain), tetapi dalam hal kimia, dua jenis dijelaskan: massa dan volumetrik, tergantung pada jenis bahan yang dipelajari..

Porositas massa

Ketika mengacu pada porositas massa, kemampuan suatu zat untuk menyerap air ditentukan. Untuk ini, persamaan yang ditunjukkan di bawah ini digunakan:

% Pm = (ms - m0) / m0 x 100

Dalam rumus ini:

Pm mewakili proporsi pori-pori (dinyatakan sebagai persentase).
ms mengacu pada massa fraksi setelah direndam dalam air.
m0 menjelaskan massa fraksi zat apa pun sebelum direndam.

Porositas volumetrik

Demikian juga, untuk menentukan porositas volumetrik dari bahan tertentu atau proporsi rongga-rongganya, rumus matematika berikut digunakan:

% Pv = ρm/ [ρm + (ρf/ Pm)] x 100

Dalam rumus ini:

Pv menggambarkan proporsi pori-pori (dinyatakan dalam persentase).
ρm mengacu pada kepadatan zat (tanpa merendam).
ρf mewakili kerapatan air.

Contoh porositas kimia

Karakteristik unik dari beberapa bahan berpori, seperti jumlah rongga atau ukuran pori-porinya, menjadikannya objek penelitian yang menarik..

Dengan cara ini, sejumlah besar zat-zat utilitas besar ini ditemukan di alam, tetapi banyak lagi yang dapat disintesis di laboratorium.

Investigasi faktor-faktor yang mempengaruhi kualitas porositas reagen memungkinkan untuk menentukan kemungkinan aplikasi yang dimilikinya dan mencoba untuk mendapatkan zat baru yang membantu para ilmuwan untuk terus maju dalam bidang sains dan teknologi bahan..

Salah satu bidang utama di mana porositas kimia dipelajari adalah dalam katalisis, seperti di daerah lain seperti adsorpsi dan pemisahan gas..

Zeolit

Bukti dari ini adalah penelitian bahan kristal dan mikropori, seperti zeolit ​​dan struktur logam organik..

Dalam hal ini, zeolit ​​digunakan sebagai katalis dalam reaksi yang dilakukan dengan katalis asam, karena sifat mineral mereka sebagai oksida berpori dan bahwa ada berbagai jenis zeolit ​​dengan pori-pori ukuran kecil, sedang dan besar..

Contoh penggunaan zeolit ​​adalah dalam proses perengkahan katalitik, suatu metode yang digunakan dalam kilang minyak untuk menghasilkan bensin dari fraksi atau dipotong dari minyak mentah yang berat..

Struktur logam organik yang melibatkan bahan hibrida

Kelas senyawa lain yang diselidiki adalah struktur logam organik yang melibatkan bahan hibrida, dibuat dari fragmen organik, zat pengikat, dan fragmen anorganik yang merupakan dasar fundamental untuk zat ini..

Ini mewakili kompleksitas yang lebih besar dalam strukturnya sehubungan dengan zeolit ​​yang dijelaskan di atas, sehingga terdiri dari kemungkinan yang jauh lebih besar daripada yang dapat dibayangkan untuk zeolit ​​karena dapat digunakan untuk desain bahan baru dengan sifat unik.

Meskipun merupakan kelompok bahan dengan sedikit waktu belajar, struktur logam organik ini telah menjadi produk dari sejumlah besar sintesis untuk menghasilkan bahan dengan berbagai struktur dan sifat yang berbeda..

Struktur-struktur ini cukup stabil secara termal dan kimia, termasuk salah satu yang menarik perhatian yaitu produk asam tereftalat dan zirkonium, di antara pereaksi lainnya..

UiO-66

Zat ini, disebut UiO-66, memiliki permukaan yang luas dengan porositas yang memadai dan karakteristik lain yang membuatnya menjadi bahan yang optimal untuk studi di bidang katalisis dan adsorpsi..

Lainnya

Akhirnya, ada tak terhingga contoh dalam aplikasi farmasi, penyelidikan tanah, dalam industri minyak dan banyak lainnya di mana porositas zat digunakan sebagai dasar untuk mendapatkan bahan yang luar biasa dan menggunakannya dalam mendukung ilmu pengetahuan.

Referensi

  1. Lillerud, K. P. (2014). Bahan berpori. Dipulihkan dari mn.uio.no
  2. Joardder, M. U., Karim, A., Kumar, C. (2015). Porosity: Membangun Hubungan antara Parameter Pengeringan dan Kualitas Makanan Kering. Diperoleh dari books.google.co.ve
  3. Burroughs, C., Charles, J. A. et al. (2018). Encyclopedia Britannica. Dipulihkan dari britannica.com
  4. Rice, R. W. (2017). Porositas Keramik: Properti dan Aplikasi. Diperoleh dari books.google.co.ve