Ljud kemi

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 13 juni 2019; verifiering kräver 1 redigering .

Sonochemistry (sonokemi)  är en gren av kemin som studerar interaktionen mellan kraftfulla akustiska vågor och de resulterande kemiska och fysikalisk-kemiska effekterna. Sonochemistry undersöker kinetiken och mekanismen för sonokemiska reaktioner som inträffar i volymen av ett ljudfält. Området ljudkemi inkluderar också några fysikaliska och kemiska processer i ett ljudfält: sonoluminescens , dispersion av ett ämne under inverkan av ljud, emulgering och andra kolloidala kemiska processer.

Sonochemistry fokuserar på studiet av kemiska reaktioner som uppstår under inverkan av akustiska vibrationer - sonokemiska reaktioner .

Som regel studeras ljudkemiska processer i ultraljudsområdet (från 20 kHz till flera MHz ). Ljudvibrationer i kilohertzområdet och infraljudsområdet studeras mycket mer sällan.

Ljudkemi undersöker kavitationsprocesser .

Ljudkemins historia

För första gången upptäcktes effekten av ljudvågor på förloppet av kemiska processer 1927 av Richard och Loomis, som upptäckte att under inverkan av ultraljud sönderdelas kaliumjodid i en vattenlösning med frisättning av jod . Därefter upptäcktes följande ljudkemiska reaktioner:

Klassificering av sunda kemiska reaktioner

Beroende på mekanismen för primära och sekundära elementära processer kan ljudkemiska reaktioner delas in i följande klasser:

  1. Redoxreaktioner i vatten som sker i vätskefasen mellan lösta ämnen och produkter av ultraljudsdelning av vattenmolekyler som sker i en kavitationsbubbla och går över i lösning (verkningsmekanismen för ultraljud är indirekt, och i många avseenden liknar den radiolysen av vattenhaltiga system).
  2. Reaktioner inuti bubblan mellan lösta gaser och ämnen med högt ångtryck (till exempel syntesen av kväveoxider när de utsätts för ultraljud på vatten i vilket luft är löst). Mekanismen för dessa reaktioner är till stor del analog med radiolys i gasfasen.
  3. Kedjereaktioner i lösning initieras inte av radikala produkter från vattenspjälkning, utan av en annan substans som spjälkas i en kavitationsbubbla (till exempel reaktionen av isomerisering av maleinsyra till fumarsyra, initierad av brom eller alkylbromider).
  4. Reaktioner som involverar makromolekyler (till exempel förstörelsen av polymermolekyler och polymerisationen som initieras av den ).
  5. Ultraljudsinitiering av en explosion i flytande eller fasta sprängämnen (t.ex. jodnitrid , tetranitrometan , trinitrotoluen ).
  6. Ljudkemiska reaktioner i icke-vattenhaltiga system. Några av dessa reaktioner är: pyrolys och oxidation av mättade kolväten, oxidation av alifatiska aldehyder och alkoholer, Klyvning och dimerisering av alkylhalogenider, reaktioner av halogenidderivat med metaller ( Wurtz-reaktion ), alkylering av aromatiska föreningar, produktion av tioamider och tiokarbamater. av metallorganiska föreningar, Ullmann- reaktion, cykloadditionsreaktioner, halogenbytesreaktioner, framställning och reaktioner av perfluoralkylföreningar, karbensynteser, syntes av nitriler m.m.

Metoder för ljudkemi

Följande metoder används för att studera ljudkemiska reaktioner:

Litteratur