Una specifica area di superficie - Specific surface area

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I graffi, rappresentati da scanalature di forma triangolare, aumentano la superficie.

L'area superficiale specifica (SSA) è una proprietà dei solidi definita come l' area superficiale totale di un materiale per unità di massa , (con unità di m 2 /kg o m 2 /g) o volume solido o sfuso (unità di m 2 / m 3 o m −1 ).

È un valore fisico che può essere utilizzato per determinare il tipo e le proprietà di un materiale (es. suolo o neve ). Ha una particolare importanza per l' adsorbimento , la catalisi eterogenea e le reazioni sulle superfici .

Misurazione

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Anelli Raschig in ceramica ...
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...e anelli Białecki in plastica di SSA maggiorato

I valori ottenuti per la superficie specifica dipendono dal metodo di misurazione. Nei metodi basati sull'adsorbimento, la dimensione della molecola di adsorbato (la molecola della sonda), i piani cristallografici esposti sulla superficie e la temperatura di misurazione influiscono tutti sull'area superficiale specifica ottenuta. Per questo motivo, oltre al metodo di adsorbimento Brunauer–Emmett–Teller (N 2 -BET) più comunemente utilizzato , sono state sviluppate diverse tecniche per misurare l'area superficiale specifica dei materiali particolati a temperatura ambiente e su scale controllabili, incluso il blu di metilene (MB), adsorbimento con glicole etilenico monoetil etere (EGME), analisi elettrocinetica dell'adsorbimento di ioni complessi e metodo di ritenzione proteica (PR). Esistono numerosi standard internazionali per la misurazione della superficie specifica, incluso lo standard ISO 9277.

Calcolo

L'SSA può essere semplicemente calcolato da una distribuzione granulometrica , facendo alcune ipotesi sulla forma delle particelle. Questo metodo, tuttavia, non tiene conto della superficie associata alla struttura superficiale delle particelle.

Adsorbimento

L'SSA può essere misurato mediante adsorbimento utilizzando l' isoterma BET . Questo ha il vantaggio di misurare la superficie delle strutture fini e la trama profonda delle particelle. Tuttavia, i risultati possono differire notevolmente a seconda della sostanza adsorbita. La teoria BET ha limitazioni intrinseche ma ha il vantaggio di essere semplice e di fornire risposte relative adeguate quando i solidi sono chimicamente simili. In casi relativamente rari, se ritenuto necessario, possono essere applicati modelli più complicati basati su approcci termodinamici, o anche di chimica quantistica, per migliorare la consistenza dei risultati, ma al costo di calcoli molto più complessi che richiedono conoscenze avanzate e una buona comprensione da parte del l'operatore.

Permeabilità ai gas

Articolo principale: superficie specifica per la permeabilità all'aria

Ciò dipende da una relazione tra l'area superficiale specifica e la resistenza al flusso di gas di un letto poroso di polvere. Il metodo è semplice e veloce e produce un risultato che spesso si correla bene con la reattività chimica di una polvere. Tuttavia, non riesce a misurare gran parte della trama superficiale profonda.

Materiali selezionati con aree superficiali elevate
Superficie tipica (m 2 /g) Materiale Applicazione
7140 Struttura metallo-organica assorbimento di gas
900 Faujasite catalizzatore
500 - 3000 carbone attivo assorbimento di gas e soluti
200 allumina supporto catalizzatore

Guarda anche

Riferimenti

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