Permeabilitatea la gaz este proprietatea pereților despărțitori formați dintr-un corp solid de a trece gazul prin el însuși cu o diferență de presiune a gazului din diferite părți ale pereților despărțitori. În funcție de natura partiției, precum și de mărimea diferenței de presiune, există trei tipuri principale de permeabilitate la gaz: difuzie , efuziune moleculară , flux laminar .
Apare atunci când nu există pori într-un corp solid (de exemplu, filme polimerice sau acoperiri). În acest caz, se stabilește un echilibru dinamic al gradientului de concentrație al gazului dizolvat în stratul solid, gazul este dizolvat din partea de înaltă presiune și gazul este eliberat din partea de joasă presiune.
În procesul de difuzie a unui gaz printr-un corp solid, sunt posibile reacții chimice ale gazului cu corpul. Cea mai puternică reacție de difuzie în hidrogen are loc cu paladiu . În procesul de difuzie, hidrogenul renunță la paladiu și se deplasează prin rețeaua sa sub forma unui ion. La ieșirea din rețea, hidrogenul preia încărcarea înapoi. Permeabilitatea ridicată a hidrogenului prin paladiu face posibilă obținerea industrială a hidrogenului de înaltă puritate: gazul este trecut prin tuburi de paladiu închise la un capăt, unde hidrogenul difuzează prin paladiu sau aliajul acestuia, iar gazele conținute în acesta, vapori de apă și hidrocarburi. sunt reținute în tuburi.
Difuzia hidrogenului în oțel la temperaturi ridicate poate provoca coroziunea oțelului cu hidrogen. Acest tip cu totul special de coroziune constă în faptul că hidrogenul interacționează cu carbonul prezent în oțel, transformându-l în hidrocarburi (de obicei metan ), ceea ce duce la o deteriorare bruscă a proprietăților oțelului.
Efuzia apare atunci când există pori într-un solid. Gazul curge prin acești pori, dimensiunile liniare ale secțiunilor transversale ale cărora sunt neglijabil de mici în comparație cu calea liberă medie a moleculelor de gaz.
Fluxul laminar are loc atunci când există pori în pereție, ale căror dimensiuni sunt mult mai mari decât calea liberă medie a moleculelor de gaz. Odată cu creșterea dimensiunii porilor până la dimensiunea caracteristică a corpurilor cu pori mari (de exemplu, țesături textile), permeabilitatea la gaz a unei astfel de partiții respectă legile ieșirii de gaz din găuri.
Elastomerii amorfi (de exemplu, cauciucul ) au o permeabilitate mai mare la gaz în timpul difuziei moleculare. Polimerii cu o structură gaz-cristalină (de exemplu, polietilena ) trec gazele mult mai slabe. Polimerii de tip sticlos au cea mai slabă permeabilitate la gaz - cu legături rigide în moleculele de polimer. Acest lucru se datorează faptului că elementele macromoleculelor din astfel de polimeri sunt mai ușor deplasate în timpul introducerii moleculelor de gaz și le lasă să treacă, în timp ce lanțurile polimerice rigide se despart mai rău pentru moleculele de gaz care trece.
De asemenea, permeabilitatea la gaz depinde nu numai de proprietățile partițiilor solide, ci și de dimensiunea moleculelor de gaz. Coeficientul de permeabilitate la gaz pentru moleculele mari este mai mic decât pentru moleculele mici, iar pentru aceeași partiție și scădere de presiune peste el, de exemplu, hidrogenul și oxigenul vor pătrunde prin ele la viteze diferite pe unitate de suprafață.