خصائص المسامية الكيميائية ، أنواعها وأمثلة لها

ال المسامية الكيميائية هي قدرة بعض المواد على امتصاص أو السماح ببعض المواد في الطور السائل أو الغازي ، من خلال المساحات الفارغة الموجودة في بنيتها. عند الحديث عن المسامية ، يتم وصف جزء "الفراغات المجوفة" أو الفارغة في مادة معينة.

ويمثلها جزء حجم هذه التجاويف مقسومًا على حجم المادة الإجمالية التي تمت دراستها. يمكن التعبير عن القيمة أو القيمة العددية الناتجة عن هذه المعلمة بطريقتين: قيمة تتراوح بين 0 و 1 أو نسبة مئوية (القيمة بين 0 و 100٪) ، لوصف مقدار المساحة الفارغة.

على الرغم من أن الاستخدامات المتعددة في فروع مختلفة من العلوم البحتة ، والمواد التطبيقية ، وغيرها ، فإن الوظيفة الرئيسية للمسامية الكيميائية مرتبطة بقدرة بعض المواد على السماح بامتصاص السوائل ؛ وهذا هو ، السوائل أو الغازات.

بالإضافة إلى ذلك ، من خلال هذا المفهوم ، نقوم بتحليل الأبعاد وعدد الثقوب أو "المسام" التي يحتوي عليها غشاء منخل أو نفاذية جزئيًا في بعض المواد الصلبة.

مؤشر

• 1 الخصائص
  • 1.1 تفاعل مادتين
  • 1.2 تعتمد سرعة رد الفعل على مساحة سطح المادة الصلبة
  • 1.3 إمكانية الوصول أو الاختراق يعتمد على المسام
• 2 أنواع المسامية الكيميائية
  • 2.1 كتلة المسامية
  • 2.2 المسامية الحجمي
• 3 أمثلة على المسامية الكيميائية
  • 3.1 الزيوليت
  • 3.2 الهياكل المعدنية العضوية التي تنطوي على مواد هجينة
  • 3.3 UiO-66
  • 3.4 أخرى
• 4 المراجع

ملامح

تتفاعل مادتان

المسامية هي جزء الحجم من الافتراض الصلب الذي هو بالتأكيد مجوف ويرتبط بالطريقة التي تتفاعل بها مادتان ، مما يعطيها خصائص محددة من الموصلية ، البلورية ، والميكانيكية والعديد من الخصائص الأخرى..

تعتمد سرعة التفاعل على المساحة السطحية للمادة الصلبة

في التفاعلات التي تحدث بين مادة غازية ومادة صلبة أو بين سائلة ومادة صلبة ، تعتمد سرعة التفاعل إلى حد كبير على مساحة سطح المادة الصلبة المتاحة بحيث يمكن إجراء التفاعل.

إمكانية الوصول أو الاختراق يعتمد على المسام

إن قابلية الوصول أو القابلية للنفاذ التي يمكن أن تحتويها مادة ما على السطح الداخلي لجسيم ما من مادة أو مركب معين ، ترتبط أيضًا ارتباطًا وثيقًا بأبعاد وخصائص المسام ، وكذلك عددها.

أنواع المسامية الكيميائية

يمكن أن تكون المسامية من عدة أنواع (الجيولوجية ، والديناميكية الهوائية ، والكيميائية ، وغيرها) ، ولكن عندما يتعلق الأمر بالكيمياء ، يتم وصف نوعين: الكتلة والحجم ، اعتمادًا على نوع المادة التي تتم دراستها..

المسامية الجماعية

عند الإشارة إلى مسامية الكتلة ، تتحدد قدرة المادة على امتصاص الماء. لهذا ، يتم استخدام المعادلة الموضحة أدناه:

٪ ف_م = (م_الصورة - م₀) / م₀ × 100

في هذه الصيغة:

P_م يمثل نسبة المسام (معبراً عنه كنسبة مئوية).
م_الصورة يشير إلى كتلة الكسر بعد غمره في الماء.
م₀ يصف كتلة أي جزء من المادة قبل المغمورة.

المسامية الحجمي

وبالمثل ، لتحديد المسامية الحجمية لمادة معينة أو نسبة تجاويفها ، يتم استخدام الصيغة الرياضية التالية:

٪ ف_الخامس = ρ_م/ [ρ_م + (ρ_F/ ف_م)] × 100

في هذه الصيغة:

P_الخامس يصف نسبة المسام (معبر عنها كنسبة مئوية).
ρ_م يشير إلى كثافة المادة (بدون غمر).
ρ_F يمثل كثافة الماء.

أمثلة على المسامية الكيميائية

الخصائص الفريدة لبعض المواد المسامية ، مثل عدد التجاويف أو حجم مسامها ، تجعلها موضوعًا مثيرًا للدراسة.

وبهذه الطريقة ، يوجد عدد كبير من هذه المواد ذات الفائدة الكبيرة في الطبيعة ، ولكن يمكن تصنيع الكثير منها في المختبرات..

يتيح التحقيق في العوامل التي تؤثر على الصفات المسامية للكاشف تحديد التطبيقات الممكنة التي لديه ، ومحاولة الحصول على مواد جديدة تساعد العلماء على مواصلة التقدم في مجالات العلوم والتكنولوجيا للمواد.

أحد المجالات الرئيسية التي يتم فيها دراسة المسامية الكيميائية هو التحفيز ، كما هو الحال في مجالات أخرى مثل امتصاص الغاز وفصله..

الزيوليت

والدليل على ذلك هو البحث عن المواد البلورية والمسامية ، مثل الزيوليت وهيكل المعادن العضوية.

في هذه الحالة ، يتم استخدام الزيوليت كعوامل حفازة في التفاعلات التي تتم عن طريق الحفز الحمضي ، نظرًا لخصائصها المعدنية كأكسيد مسامي ولأن هناك أنواعًا مختلفة من الزيوليتات ذات المسام الصغيرة والمتوسطة والكبيرة.

مثال على استخدام الزيوليت في عملية التكسير الحفزي ، وهي طريقة تستخدم في مصافي النفط لإنتاج البنزين من جزء صغير أو مقطوع من النفط الخام الثقيل..

الهياكل المعدنية العضوية التي تنطوي على مواد مختلطة

هناك فئة أخرى من المركبات التي يتم فحصها وهي هياكل المعادن العضوية التي تحتوي على مواد هجينة ، تم إنشاؤها من جزء عضوي ، مادة ملزمة وشظية غير عضوية تشكل الأساس الأساسي لهذه المواد.

هذا يمثل تعقيدًا أكبر في تركيبته فيما يتعلق بهيكل الزيوليت الموصوف أعلاه ، لذلك فهو يشتمل على إمكانيات أكبر بكثير مما يمكن تخيله بالنسبة للزيوليتات حيث يمكن استخدامها لتصميم مواد جديدة ذات خصائص فريدة.

على الرغم من كونها مجموعة من المواد ذات وقت الدراسة القليل ، فإن هذه الهياكل العضوية للمعادن كانت نتاج عدد كبير من التوليف لإنتاج مواد ذات هياكل وخصائص مختلفة..

هذه الهياكل مستقرة حرارًا وكيميائيًا ، بما في ذلك واحدة من المواد ذات الأهمية الخاصة والتي تنتج عن حمض التريفثاليك والزركونيوم ، من بين الكواشف الأخرى.

UIO-66

تحتوي هذه المادة ، التي تسمى UiO-66 ، على سطح واسع به مسامية كافية وخصائص أخرى تجعله مادة مثالية للدراسات في مجالات التحفيز والإدمصاص..

آخرون

أخيرًا ، هناك عدد لا حصر له من الأمثلة في التطبيقات الصيدلانية ، وفحص التربة ، في صناعة النفط وغيرها الكثير حيث يتم استخدام مسامية المواد كأساس للحصول على مواد غير عادية واستخدامها لصالح العلوم.

مراجع

1. Lillerud، K. P. (2014). مواد مسامية. تعافى من mn.uio.no
2. Joardder، M. U.، Karim، A.، Kumar، C. (2015). المسامية: تأسيس العلاقة بين معلمات التجفيف وجودة الأغذية المجففة. تم الاسترجاع من books.google.co.ve
3. بوروز ، سي. ، تشارلز ، ج. إيه وآخرون. (2018). موسوعة بريتانيكا. تعافى من britannica.com
4. رايس ، ر. دبليو (2017). مسامية السيراميك: الخواص والتطبيقات تم الاسترجاع من books.google.co.ve