Área de superficie específica
El área superficial específica (SSA) es una propiedad de los sólidos que se define como el área superficial total (SA) de un material por unidad de masa (con unidades de m2/kg o m2/g). Alternativamente, se puede definir como SA por volumen sólido o a granel (unidades de m2/m3 o m−1).
Es un valor físico que se puede utilizar para determinar el tipo y las propiedades de un material (por ejemplo, el suelo o la nieve). Tiene una importancia particular para la adsorción, la catálisis heterogénea y las reacciones en superficies.
Medición
Los valores obtenidos para el área superficial específica dependen del método de medición. En los métodos basados en la adsorción, el tamaño de la molécula de adsorbato (la molécula de sonda), los planos cristalográficos expuestos en la superficie y la temperatura de medición afectan al área superficial específica obtenida. Por esta razón, además del método de adsorción Brunauer-Emmett-Teller (N2-BET) más comúnmente utilizado, se han desarrollado varias técnicas para medir el área superficial específica de materiales particulados a temperaturas ambiente y a escalas controlables, incluida la tinción con azul de metileno (MB), la adsorción con etilenglicol monoetil éter (EGME), el análisis electrocinético de la adsorción de iones complejos y un método de retención de proteínas (PR). Existe una serie de normas internacionales para la medición del área superficial específica, incluida la norma ISO 9277.
Cálculo
La SSA se puede calcular de forma sencilla a partir de una distribución de tamaño de partícula, haciendo algunas suposiciones sobre la forma de la partícula. Sin embargo, este método no tiene en cuenta la superficie asociada con la textura de la superficie de las partículas.
Adsorción
La SSA se puede medir por adsorción utilizando la isoterma BET. Esto tiene la ventaja de medir la superficie de las estructuras finas y la textura profunda de las partículas. Sin embargo, los resultados pueden diferir notablemente según la sustancia adsorbida. La teoría BET tiene limitaciones inherentes, pero tiene la ventaja de ser simple y de producir respuestas relativas adecuadas cuando los sólidos son químicamente similares. En casos relativamente raros, se pueden aplicar modelos más complicados basados en enfoques termodinámicos, o incluso en química cuántica, para mejorar la consistencia de los resultados, pero a costa de cálculos mucho más complejos que requieren conocimientos avanzados y una buena comprensión por parte del operador.
Gas permeability
Esto depende de una relación entre el área de superficie específica y la resistencia al flujo de gas de un lecho poroso de polvo. El método es simple y rápido, y produce un resultado que a menudo se correlaciona bien con la reactividad química de un polvo. Sin embargo, no mide gran parte de la textura superficial profunda.
| Superficie típica (m2/g) | Material | Aplicación |
|---|---|---|
| 7140 | Marco metalúrgico | absorción de gas |
| 900 | Faujasite | catalizador |
| 500-3000 | carbono activado | absorción de gas y soluto |
| 200 | alumina | apoyo catalizador |
Véase también
- Relación entre superficie y volumen
Referencias
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