Sonokimya

Giriş

Solüsyondaki kimyasal reaksiyonlarda ultrason kullanımı, fiziksel olarak, fiziksel olarak belirli bir aktivasyon sağlar Fenomenon: Akustik Kavitasyon Kavitasyon Mekanik aktivasyonun sıvıdaki moleküllerin çekici kuvvetlerini yok ettiği bir işlemdir. Faz. Ultrason uygulamak, sıvının sıkıştırılması, ani bir basınç düşüşünün, gaz halindeki miktarlarda küçük, salınan kabarcıkları oluşturduğu rarefaction (genişleme) takip eder. Maddeler Bunlar Kabarcıklar uygulanan ultrasonik enerjinin her döngüsüyle birlikte genişler Onlar kararsızlara ulaşın boyut; Onlar daha sonra çarpışabilir ve / veya şiddetle çöküş.

İçin Örnek, Sonoliz Of FE (CO) ₅ in Dekane Argon altında amorf demir üretir üzerine Dekarbonilasyon Kristalin demir yerine, hem çok yüksek sıcaklık hem de hızlı soğutma oranlarını gösterir. (~ 10⁶ k s^-1 ) dahil olmak üzere, daha uçucu Pentane Fe verir₃ (CO) ₁₂ , biraz daha yavaş olduğunu belirten çöküşü. Sudaki bir balonun içindeki basıncın daha fazla yükselebileceği tahmin edilmekte ve hesaplanmıştır. bin atmosfer ve sıcaklık birkaç bin dereceye ulaşabilir ısı iletimi olarak bir çöküş yapılamıyor Sonuçta ortaya çıkan adiabatik Isıtma. As Bunlar Kabarcıklar küçük ve hızlı bir şekilde çöküyor, onlar olarak görülebilir Microreaktörler Bu, belirli reaksiyonları hızlandırma fırsatı sunar ve ayrıca mekanik olarak yeni reaksiyonların kesinlikle güvenli bir şekilde gerçekleşmesine izin verir.

Basit bir ultrasonik temizleme banyosunda bile birçok reaksiyon yapılabilir. Reaksiyona ulaşan enerji miktarı sadece 1 ila 5 W cm arasındadır.^-2ve sıcaklık kontrolü normaldir fakirler. Büyük ölçekli reaksiyonlar kullanılarak daha iyi yapılabilir Dalgıç Enerjinin suyla ve reaksiyona girmesini engelleyen ultrasonik problar Gemide. Bu durumda uygulanan enerjiler birkaç yüz kez olabilir Daha yüksek. Laboratuar ekipmanı 20 kHz ile 40 kHz arasındaki frekansları kullanır, ama kavitasyon Yukarıda iyi üretilebilir Bunlar Frekanslar ve son araştırmalar çok daha geniş kullanır. Aralık.

Sentetik organik kimyada ultrason

Aracılık eden iki etki türü vardır Ultrason: kimyasal ve fiziksel. Ne zaman Kabarcıkların miktarı düşük - Standart Laboratuar Ekipmanlarını Kullanma - Esas olarak A rol oynayan fiziksel oran ivmesidir. İçin Örnek, spesifik bir etki, mikrojelleri oluşturan katı bir yüzeyin yakınındaki asimetrik çöküştür. Bu Etkisi, ultrasonun temizlikte çok etkili olmasının nedenidir ve ayrıca oranın hızlanmasından da sorumludur. MultiHasic Reaksiyonlar, Yüzey temizleme ve erozyon, gelişmiş kütleye yol açar taşıma.

İçin Örnek, Ne zaman Ultrason bir Ullmann Normalde A Gereken Reaksiyon 10 kat Bakır fazlalığı ve 48 saat reaksiyon süresi, bu bir 4 kata indirilebilir bakırın fazlası ve 10 numaralı bir reaksiyon süresi H. Bakırın partikül boyutu, 87 ila 25 μm'den küçülür, ancak yüzey alanındaki artış yapılamıyor Tepkime dahilini tamamen açıklayın. Tepkime. Sonuç Ayrıca, ürünlerin ara ürünlerinin ve depolama alanlarının yüzeyden arındırılmasında da yardımcı olur.

Tipik olarak, iyonik reaksiyonlar fiziksel etkilerle hızlandırılır - daha iyi toplu taşıma - hangisi olarak adlandırılır "Yanlış Sonochemistry". Eğer Kabarcık içindeki aşırı koşullar tamamen yeni reaksiyon yollarına yol açar, örneğin via Buhar aşamasında üretilen radikaller Toplu sıvıda sadece geçici bir varlığa sahip oluruz, "Sonochemical Anahtarlama". Böyle bir anahtarın örneğin aşağıdakilerde gözlemlenmiştir Kornblum-Russel Reaksiyon Nerede Sonikasyon bir set şekeri yol:

Uygulamalar Sonokimya birçok alanda bulunabilir, ancak Sonochemical İşlemler, heterojen için en yaygın olarak geliştirilmiştir. Reaksiyonlar. Halen, Sonokimya A Multidisipliner Kimyacın, fizikçilerin, kimya mühendislerinin ve matematikçilerin, tamamen yeni uygulamaları geliştirmek için çökme kabarcıkları dahilinde gerçekleşen süreçlerin daha iyi anlaşılmasını sağlamak için işbirliği yapmaları gerektiği alan. Bununla birlikte, birçok reaksiyon tipinde iyileştirmeler yapma potansiyeli, her kimyasal laboratuvarın Basit Denemeler için en az bir temizlik banyosu ile donatılmış olun. İçin ayrıntılı bir tartışma Sentetik organik kimyada ultrasonLütfen bir incelemeye bakın. T. J. Mason ( Chem. Soc. Rev. 1997 ,26, 443. DOI: 10.1039 / CS9972600443 ).

Bazı Ultrason terfi ettirildi Son literatür bölümünde reaksiyonlar da bulunabilir.