POROSITAS KIMIAWI: KARAKTERISTIK, JENIS DAN CONTOH - KIMIA - 2024

The porositas kimia adalah kemampuan dari bahan tertentu untuk menyerap atau melewati zat tertentu lainnya dalam cairan atau gas fase, dengan cara void hadir dalam strukturnya. Saat berbicara tentang porositas, bagian "berongga" atau ruang kosong dalam bahan tertentu dijelaskan.

Hal tersebut diwakili oleh porsi volume rongga-rongga tersebut dibagi dengan volume totalitas materi yang dipelajari. Besaran atau nilai numerik yang dihasilkan dari parameter ini dapat dinyatakan dengan dua cara: nilai antara 0 dan 1 atau persentase (nilai antara 0 dan 100%), untuk mendeskripsikan seberapa banyak material merupakan ruang kosong.

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

Selain itu, melalui konsep ini dimensi dan jumlah rongga atau "pori-pori" yang dianalisa oleh saringan atau membran yang dapat ditembus sebagian pada padatan tertentu.

karakteristik

Dua zat berinteraksi

Porositas adalah porsi volume padatan yang seharusnya berlubang dan terkait dengan cara dua zat berinteraksi, memberikan karakteristik khusus konduktivitas, kristalin, sifat mekanik, dan banyak lainnya.

Kecepatan reaksi tergantung pada ruang permukaan padat

Dalam reaksi yang terjadi antara zat gas dan zat padat atau antara zat cair dan zat padat, kecepatan reaksi sangat bergantung pada ruang di permukaan zat padat yang tersedia untuk terjadinya reaksi.

Aksesibilitas atau penetrasi tergantung pada pori-pori

Aksesibilitas atau daya tembus suatu zat pada permukaan interior suatu partikel dari suatu bahan atau senyawa juga terkait erat dengan dimensi dan karakteristik pori-pori, serta jumlahnya.

Jenis porositas kimia

Porositas dapat terdiri dari banyak jenis (geologis, aerodinamis, kimiawi, dan lain-lain), tetapi ketika berurusan dengan kimia, dijelaskan dua jenis: massa dan volumetrik, tergantung pada kelas material yang dipelajari.

Porositas massa

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

% P _m = (m _s - m ₀ ) / m ₀ x 100

Dalam rumus ini:

P _m mewakili proporsi pori-pori (dinyatakan sebagai persentase).
m _s mengacu pada massa fraksi setelah direndam dalam air.
m ₀ menggambarkan massa fraksi apa pun dari zat sebelum terendam.

Porositas volumetrik

Demikian pula, untuk menentukan porositas volumetrik suatu material atau proporsi rongga-rongga tersebut, digunakan rumus matematika berikut:

% P _v = ρ _m / x 100

Dalam rumus ini:

P _v menggambarkan proporsi pori-pori (dinyatakan sebagai persentase).
ρ _m mengacu pada kepadatan zat (tidak terendam).
ρ _f melambangkan massa jenis air.

Contoh porositas kimia

Karakteristik unik dari beberapa material berpori seperti jumlah rongga atau ukuran pori-porinya menjadikan material tersebut menarik untuk dipelajari.

Jadi, sejumlah besar zat yang sangat berguna ini ditemukan di alam, tetapi lebih banyak lagi yang dapat disintesis di laboratorium.

Menyelidiki faktor-faktor yang mempengaruhi kualitas porositas reagen memungkinkan kita untuk menentukan kemungkinan aplikasi yang dimilikinya dan untuk mencoba mendapatkan zat baru yang membantu para ilmuwan untuk terus maju di bidang ilmu dan teknologi material.

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

Zeolit

Buktinya adalah penyelidikan bahan kristal dan mikropori, seperti zeolit ​​dan struktur logam organik.

Dalam hal ini, zeolit ​​digunakan sebagai katalis pada reaksi yang dilakukan dengan katalisis asam, karena sifat mineralnya seperti berpori oksida dan terdapat berbagai jenis zeolit ​​dengan pori-pori kecil, sedang dan besar.

Contoh penggunaan zeolit ​​adalah pada proses catalytic cracking, suatu metode yang digunakan di kilang minyak untuk menghasilkan bensin dari sebagian kecil atau dipotong dari minyak mentah berat.

Struktur logam organik yang melibatkan bahan hibrida

Golongan senyawa lain yang sedang diteliti adalah struktur logam organik yang melibatkan bahan hibrid, dibuat dari fragmen organik, zat pengikat, dan fragmen anorganik yang menjadi dasar fundamental zat tersebut.

Ini menunjukkan kompleksitas yang lebih besar dalam strukturnya dibandingkan dengan zeolit ​​yang dijelaskan di atas, oleh karena itu ia mencakup kemungkinan yang jauh lebih besar daripada yang dapat dibayangkan untuk zeolit ​​karena mereka dapat digunakan untuk desain bahan baru dengan sifat unik.

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

Struktur ini cukup stabil secara termal dan kimiawi, termasuk salah satu yang menarik adalah produk asam tereftalat dan zirkonium, di antara reagen lainnya.

UiO-66

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

Lainnya

Akhirnya, ada banyak sekali contoh dalam aplikasi farmasi, penelitian tanah, dalam industri minyak dan banyak lainnya di mana porositas zat digunakan sebagai dasar untuk mendapatkan bahan yang luar biasa dan menggunakannya untuk kepentingan sains.

Referensi

1. Lillerud, KP (2014). Bahan Berpori. Dipulihkan dari mn.uio.no
2. Joardder, MU, Karim, A., Kumar, C. (2015). Porositas: Menjalin Hubungan antara Parameter Pengeringan dan Kualitas Pangan Kering. Dipulihkan dari books.google.co.ve
3. Burroughs, C., Charles, JA et al. (2018). Encyclopedia Britannica. Dipulihkan dari britannica.com
4. Rice, RW (2017). Porositas Keramik: Sifat dan Aplikasi. Dipulihkan dari books.google.co.ve