Hangkémia

A szonokémia (szonokémia)  a kémia egyik ága, amely az erős akusztikus hullámok kölcsönhatását és az ebből eredő kémiai és fizikai-kémiai hatásokat vizsgálja. A szonokémia a hangtér térfogatában lejátszódó szonokémiai reakciók kinetikáját és mechanizmusát vizsgálja. A hangkémia területe magában foglal néhány fizikai és kémiai folyamatot is a hangtérben: szonolumineszcenciát , az anyag hang hatására történő diszperzióját , emulgeálást és más kolloid kémiai folyamatokat.

A szonokémia az akusztikus rezgések hatására fellépő kémiai reakciók – szonokémiai reakciók – tanulmányozására összpontosít .

A hangkémiai folyamatokat általában az ultrahang tartományban (20 kHz-től több MHz -ig ) vizsgálják. A kilohertz- és az infrahang - tartományban lévő hangrezgéseket sokkal ritkábban vizsgálják.

A hangkémia a kavitációs folyamatokat vizsgálja .

A szonikus kémia története

Először 1927-ben fedezték fel a hanghullámok hatását a kémiai folyamatok lefolyására Richard és Loomis, akik felfedezték, hogy ultrahang hatására a kálium-jodid vizes oldatban lebomlik jód felszabadulásával . Ezt követően a következő hang-kémiai reakciókat fedezték fel:

• a vízben lévő nitrogén ammóniává és salétromsavvá történő felosztása
• a keményítő és a zselatin makromolekulák kisebb molekulákra bomlása
• a maleinsav lánc sztereoizomerizációja fumársavvá
• gyökképződés a víz és a szén-tetraklorid kölcsönhatásában
• szerves szilícium és szerves ónvegyületek dimerizációja és oligomerizációja

Az egészséges kémiai reakciók osztályozása

Az elsődleges és másodlagos elemi folyamatok mechanizmusától függően a hang-kémiai reakciók a következő osztályokba sorolhatók:

1. A vízben a folyékony fázisban fellépő redoxreakciók az oldott anyagok és a vízmolekulák ultrahangos felhasadásának termékei között, amelyek egy kavitációs buborékban keletkeznek és oldatba mennek (az ultrahang hatásmechanizmusa közvetett, és sok tekintetben hasonló a radiolízishez vizes rendszerek).
2. A buborékon belüli reakciók oldott gázok és magas gőznyomású anyagok között (például nitrogén-oxidok szintézise ultrahang hatására olyan vízen, amelyben levegő oldódik). E reakciók mechanizmusa nagymértékben analóg a gázfázisú radiolízissel.
3. Láncreakciók az oldatban, amelyeket nem a víz felhasadásának gyöktermékei, hanem egy kavitációs buborékban felhasadó másik anyag indítanak el (például a maleinsav izomerizációjának reakciója fumársavvá, amelyet bróm vagy alkil-bromidok indítanak el).
4. Makromolekulákat érintő reakciók (például polimer molekulák elpusztulása és az általa megindított polimerizáció ).
5. Robbanás ultrahangos indítása folyékony vagy szilárd robbanóanyagokban (például jód-nitridben , tetranitro -metánban , trinitrotoluolban ).
6. Hang-kémiai reakciók nem vizes rendszerekben. Néhány ilyen reakció: telített szénhidrogének pirolízise és oxidációja, alifás aldehidek és alkoholok oxidációja, alkil-halogenidek hasítása és dimerizációja, halogenidszármazékok reakciói fémekkel ( Wurtz-reakció ), aromás vegyületek alkilezése, tioamidok és tiokarbamátok előállítása, fémorganikus vegyületek, Ullmann reakció, cikloaddíciós reakciók, halogéncsere reakciók, perfluor-alkil vegyületek előállítása és reakciói, karbén szintézisek, nitrilek szintézise stb.

A hangkémia módszerei

A hang-kémiai reakciók tanulmányozására a következő módszereket használják:

• Inverz piezoelektromos hatás és magnetostrikciós hatás magas frekvenciájú hangrezgések létrehozásához folyadékban
• Analitikai kémia szonokémiai reakciók termékeinek tanulmányozására

Irodalom

• Margulis M.A. A hangkémia alapjai. Kémiai reakciók akusztikus terekben. - M . : Felsőiskola, 1984. - 272 p. - 300 példányban.