La permeabilidad al gas es la propiedad de las particiones hechas de un cuerpo sólido para pasar gas a través de sí mismo con una diferencia en la presión del gas desde diferentes lados de la partición. Dependiendo de la naturaleza del tabique, así como de la magnitud de la diferencia de presión, existen tres tipos principales de permeabilidad a los gases: difusión , efusión molecular , flujo laminar .
Ocurre cuando no hay poros en un cuerpo sólido (por ejemplo, películas o recubrimientos de polímero ). En este caso, se establece un equilibrio dinámico del gradiente de concentración del gas disuelto en la capa sólida, el gas se disuelve desde el lado de alta presión y el gas se libera desde el lado de baja presión.
En el proceso de difusión de un gas a través de un cuerpo sólido, son posibles las reacciones químicas del gas con el cuerpo. La reacción de difusión más fuerte en hidrógeno ocurre con paladio . En el proceso de difusión, el hidrógeno cede su carga al paladio y se mueve a través de su red en forma de ion. A la salida de la red, el hidrógeno recupera la carga. La alta permeabilidad del hidrógeno a través del paladio permite obtener industrialmente hidrógeno de alta pureza: el gas se hace pasar a través de tubos de paladio cerrados por un extremo, donde el hidrógeno se difunde a través del paladio o su aleación, y los gases contenidos en él, vapor de agua e hidrocarburos. quedan retenidos en los tubos.
La difusión de hidrógeno en el acero a altas temperaturas puede provocar la corrosión del acero por hidrógeno. Este tipo de corrosión tan especial consiste en que el hidrógeno interactúa con el carbono presente en el acero, transformándolo en hidrocarburos (normalmente metano ), lo que provoca un fuerte deterioro de las propiedades del acero.
El derrame ocurre cuando hay poros en un sólido. El gas fluye a través de estos poros, cuyas dimensiones lineales de las secciones transversales son insignificantemente pequeñas en comparación con el camino libre medio de las moléculas de gas.
El flujo laminar ocurre cuando hay poros en la partición, cuyas dimensiones son mucho más grandes que el camino libre medio de las moléculas de gas. Con un aumento en el tamaño de los poros al tamaño característico de los cuerpos de poros grandes (por ejemplo, telas textiles), la permeabilidad a los gases de dicho tabique obedece a las leyes de la salida de gases de los orificios.
Los elastómeros amorfos (por ejemplo, el caucho ) tienen una mayor permeabilidad a los gases durante la difusión molecular. Los polímeros con una estructura gaseosa cristalina (por ejemplo, el polietileno ) dejan pasar los gases mucho más débiles. Los polímeros de tipo vítreo tienen la permeabilidad al gas más débil, con enlaces rígidos en las moléculas de polímero. Esto se debe al hecho de que los elementos de macromoléculas en dichos polímeros se desplazan más fácilmente durante la introducción de moléculas de gas y las dejan pasar, mientras que las cadenas rígidas de polímero se separan peor para las moléculas del gas que pasa.
Además, la permeabilidad al gas depende no solo de las propiedades de las particiones sólidas, sino también del tamaño de las moléculas del gas. El coeficiente de permeabilidad al gas para moléculas grandes es más bajo que para las pequeñas, y para la misma partición y caída de presión, por ejemplo, el hidrógeno y el oxígeno penetrarán a través de ellas a diferentes velocidades por unidad de área.