qual è il rapporto tra la chimica e la magica sonochimica
Cos'è la sonochimica?
La cosiddetta sonochimica si riferisce principalmente all'uso degli ultrasuoni per accelerare le reazioni chimiche e migliorare la resa chimica.
Interdisciplinare. La reazione sonochimica non deriva dall'interazione diretta delle onde sonore con le molecole della materia perché avviene nei liquidi
La lunghezza d'onda dell'onda acustica comunemente usata è 10 cm ~ 0,015 cm (corrispondente a 15 kHz ~ 10 MHz), molto più grande del righello molecolare.
Grado. La reazione sonochimica è dovuta principalmente alla cavitazione acustica: formazione, oscillazione, crescita, restringimento fino al collasso della cavità nel liquido
Il collasso e i cambiamenti fisici e chimici da esso causati. Il processo di cavitazione acustica liquida consiste nel concentrare l'energia del campo sonoro e rilasciarla rapidamente.
il processo di. Quando la bolla di cavitazione collassa, lo spazio estremamente piccolo (tra nanosecondi e microsecondi) si trova attorno alla bolla di cavitazione.
All'interno, produce un'alta temperatura di 5000 K o più (quindi l'alta temperatura è sufficiente per provocare l'emissione del mezzo liquido e delle bolle di cavitazione
Si verifica la pirolisi, che innesca una serie di reazioni dei radicali liberi. E con un'alta pressione di circa 5 × 107Pa, la temperatura cambia
La velocità fino a 109K/s è accompagnata da una forte onda d'urto e/o da un getto con una velocità di 400 km orari.
Una reazione chimica difficile o impossibile da ottenere in condizioni normali fornisce un effetto nuovo, molto speciale
L’ambiente ha aperto un nuovo canale chimico. Pertanto, l'effetto di cavitazione può causare direttamente la chimica nei mezzi liquidi.
Reazione. Una disciplina relativa a queste reazioni chimiche è chiamata sonochimica, e alcune letterature sono anche chiamate soundificazione.
L'apprendimento della chimica ad ultrasuoni o della chimica delle alte energie è l'ultima disciplina chimica indipendente nel catalogo della chimica.
Il contenuto principale della sonochimica è utilizzare l'energia della cavitazione ultrasonica per attivare o accelerare le reazioni chimiche per migliorare la produzione chimica.
Quantità. Nella sonochimica vengono utilizzate principalmente onde ultrasoniche di potenza da 20 kHz a 50 kHz e la consueta scala del reattore sonochimico
Il grado è vicino alla lunghezza d'onda dell'onda acustica, per cui l'onda ultrasonica a bassa frequenza propaga poca attenuazione nel mezzo, sulla parete del contenitore.
Si verifica quasi tutta la riflessione e un'intensità sonora sufficiente provoca un grave disturbo della superficie del mezzo liquido, in modo che nel reattore si instauri facilmente un campo riverberante.
La cavitazione ultrasonica fornisce una forma di energia, come tempo di azione, pressione ed energia disponibile per ciascuna molecola.
La superficie è completamente diversa da alcune fonti energetiche tradizionali come l'energia luminosa, l'energia termica e l'energia delle radiazioni ionizzanti.
Esistono quattro tipi di reazioni sonochimiche, che sono: reazioni chimiche comuni, reazioni redox in soluzioni acquose.
Dovrebbe verificarsi la degradazione del polimero e la decomposizione del solvente organico. Se discutiamo del meccanismo della reazione sonochimica, allora
Spesso tutte le reazioni sonochimiche vengono separate in onde ultrasoniche per accelerare la reazione chimica della reazione e solo l'applicazione di onde ultrasoniche
Esistono due tipi principali di reazioni chimiche che possono verificarsi.
Esistono molti esempi di reazioni sonochimiche appartenenti al primo tipo, come l'idrolisi degli esteri, l'idrogenazione dell'acetilene e dell'acetaldeide.
Originariamente, una reazione del carbonato di calcio con un acido, la decomposizione di un diazo composto e una reazione che utilizza un catalizzatore solido.
Esempi di quest'ultimo tipo di reazione sonochimica sono: la degradazione e la polimerizzazione dei polimeri, nella tetraclorurazione
Lo iodio viene rilasciato dallo ioduro in condizioni di carbonio, H2O2, HNO2 e HNO3 si formano in acqua saturata con aria e un composto idrossiaromatico o simile si forma in una soluzione acquosa di un idrocarburo aromatico.
In secondo luogo, l'applicazione della sonochimica
La sonochimica è una delle frontiere della ricerca chimica attuale. Il suo sviluppo sta attirando l'attenzione della comunità accademica chimica su scala internazionale. Si prevede che la tecnologia sonochimica apporterà importanti cambiamenti a settori come quello dei pesticidi, delle droghe sintetiche, della plastica e dei dispositivi microelettronici e sta pertanto ricevendo grande attenzione da parte dell'industria della produzione chimica. Allo stato attuale, la comunità chimica internazionale ritiene che uno dei progetti all’avanguardia a cui dovrebbe essere data priorità nella ricerca chimica sia il comportamento chimico delle sostanze in condizioni estreme di alta temperatura e pressione ultraelevata, che aiuta a comprendere le reazioni chimiche, ad aprire nuove strade e a cercare nuovi materiali. È certo che lo sviluppo della scienza sonochimica porterà sicuramente nuovi contributi.
I chimici sperimentali possono eseguire ultrasuoni di potenza in una gamma di applicazioni e aspettarsi di trarre uno o più benefici da questi benefici, che sono generalmente espressi come:
1. Accelerare la reazione chimica o ammorbidire le condizioni di reazione richieste.
2. Reazioni sonochimiche I requisiti per le specifiche dei reagenti sono spesso ridotti rispetto alle tecniche generali.
3. La reazione viene spesso avviata dagli ultrasuoni senza la necessità di aggiungere reagenti.
4. I passaggi normalmente richiesti nella procedura di sintesi sono ridotti.
5. In alcuni casi, la reazione può essere condotta completamente secondo un altro percorso.
Di seguito è riportato un elenco di applicazioni degli ultrasuoni di potenza nell'industria chimica.
1. Galvanotecnica. L'applicazione dell'irradiazione ultrasonica al bagno galvanico aumenta la velocità di placcatura e impedisce la caduta della corrente di placcatura.
In generale, questo fenomeno di caduta di corrente dovuto alla polarizzazione si verifica sempre. Ultrasuoni di potenza per l'elettrochimica
I vantaggi del processo sono i seguenti:
(1) L'irradiazione ultrasonica può rimuovere in qualsiasi momento le bolle che appaiono sulla superficie dell'elettrodo per garantire un flusso di corrente senza ostacoli.
(2) Il getto prodotto dalla cavitazione ultrasonica può purificare continuamente la superficie dell'elettrodo per mantenerne l'attività chimica.
(3) La cavitazione ultrasonica può perturbare continuamente lo strato di diffusione per prevenire l'esaurimento degli ioni.
(4) La perturbazione ultrasonica fa sì che più ioni passino attraverso il doppio strato dell'elettrodo durante l'intera reazione elettrochimica.
2. Precipitazione, cristallizzazione e atomizzazione. La caratteristica comune dei tre processi di precipitazione, cristallizzazione e atomizzazione è che sono tutti
Gli ultrasuoni di potenza agiscono sul mezzo liquido per produrre la manifestazione di una particolare forma di materiale. In diverse produzioni industriali,
Spesso è necessario lavorare particelle di materia particolarmente piccole ed uniformi. Molti fatti dimostrano che gli ultrasuoni elaborano tali micro
Uno strumento molto efficace per tablet. Ad esempio, nelle fabbriche farmaceutiche, per la produzione di agenti di sospensione per iniezione orale o sottocutanea, è necessario aggiungere
Il lavoro è costituito da particelle di materiale molto piccole e uniformi, una può ottenere una sospensione stabile e l'altra è facile da assorbire.
3. Separazione e filtrazione. I metodi di filtrazione convenzionali spesso presentano intasamenti del filtro, pertanto la membrana del filtro deve essere sostituita periodicamente. Inutile dire che se si evita il blocco dei filtri e si continua a lavorare ininterrottamente, si avranno evidenti vantaggi economici. I fatti dimostrano che l’applicazione degli ultrasuoni di potenza può fornire una soluzione ideale a questo problema. L'irradiazione ultrasonica viene utilizzata per migliorare il processo di filtrazione principalmente in due aspetti: uno è che l'irradiazione ultrasonica farà agglomerare le particelle fini, accelerando così la filtrazione; in secondo luogo, l'irradiazione ultrasonica fornisce energia di vibrazione sufficiente al sistema, in modo che parte delle particelle rimanga sospesa, fornendo più passaggio libero per la separazione del solvente.
Terzo, il futuro della sonochimica
Negli anni '20, presso il Laboratorio Chimico dell'Università di Princeton, furono scoperti per la prima volta gli ultrasuoni
L'idrolisi del dimetilsolfato e la reazione del solfito per ridurre lo iodato di potassio, ma non hanno causato il peso dei chimici
Visione. A metà degli anni ’80 la sonochimica divenne la stessa cosa della termochimica, della fotochimica e dell’elettrochimica.
Il nuovo ramo della chimica è sorto sulla scena internazionale e si è sviluppato rapidamente.
Dall'8 all'11 aprile 1986 si tenne presso l'Università di Warwick, nel Regno Unito, il primo Simposio internazionale sulla chimica acustica.
Aperto, a indicare che la sonochimica ha occupato un campo della scienza e della tecnologia moderne dopo un breve periodo di rinascita
Luogo del terreno. Il 14 aprile dello stesso anno, il 'Times' britannico scriveva: 'Una nuova rivoluzione industriale è in vista.
Rivoluzionerà le tradizionali tecniche di produzione di plastica, detergenti, prodotti farmaceutici e agrochimici e non avrà eguali.
I vantaggi sono la sicurezza (non richiede condizioni di alta temperatura e alta pressione nella produzione attuale) e basso costo (viene consumata solo la quantità minima di energia)
l'importo). ... Questa è chiamata una nuova branca della scienza nella sonochimica.'
L’ascesa della sonochimica non solo ha suscitato grande preoccupazione nell’industria chimica, ma ha anche ispirato l’approfondimento dell’industria chimica.
Interessante. Nel 1986, alla conferenza nazionale dell'American Chemical Society (ACS) ad Anaheim, 'Organic Metals
Il contenuto principale del tema della tecnologia delle alte energie in chimica è la sonochimica; nel 1987, la Royal Society of Chemistry
Specializzato nel gruppo della sonochimica; nello stesso anno presso l'Università della Savoia in Francia, su 'Nuove sintesi in chimica organica'
Il Gruppo di Studio Speciale della Metodologia EUCHEM considera la sonochimica come una parte importante di essa;
20 aziende statali hanno firmato un contratto per fondare un 'club di chimica solida' per sostenere economicamente la ricerca sonochimica.
La sonochimica sta guadagnando sempre più attenzione da parte dei chimici del 21° secolo. Questa disciplina chimica emergente è
Il valore è giovane e si è esteso al campo delle applicazioni industriali. La magica chimica del suono completerà sicuramente i nostri sogni.
