Fonochemia i Sonochemia
Fonochemia i sonochemia to dziedziny chemii fizycznej, które zajmują się zastosowaniem ultradźwięków w procesach chemicznych. Obejmują one badania dotyczące reakcji chemicznych inicjowanych lub modyfikowanych przez ultradźwięki oraz wpływu tych fal na środowisko. Istotne są również badania dotyczące właściwości ultradźwięków w kontekście fizykochemicznych cech medium, w którym są stosowane.
Źródła ultradźwięków
W fonochemii wykorzystuje się dwa główne typy źródeł ultradźwięków:
- Generatory mechaniczne (np. syrena ultradźwiękowa)
- Generatory elektromechaniczne
Ultradźwięki wykazują różne zjawiska, takie jak odbicie, dyfrakcja i absorpcja, które są analogiczne do zjawisk optycznych. Właściwości fal ultradźwiękowych są analizowane poprzez pomiar prędkości i absorpcji, z zastosowaniem metod takich jak interferometria czy kalorymetria.
Mechanizmy działania ultradźwięków
Ultradźwięki wpływają na procesy chemiczne poprzez:
- Działanie mechaniczne: drgania i wstrząsy cząsteczek, wykorzystywane w emulgowaniu i rozpraszaniu.
- Działanie cieplne: wzrost temperatury środowiska na skutek adiabatycznych maksów ciśnienia i tarcia, co prowadzi do powstawania tzw. punktów gorących w heterogenicznych mieszaninach.
- Działanie fizykochemiczne: ultradźwięki mogą działać jako fizyczny katalizator reakcji chemicznych.
Reakcje chemiczne w cieczy pod wpływem ultradźwięków mogą przebiegać w gazowych pęcherzykach wytwarzanych przez rozpuszczony gaz, co sprzyja intensyfikacji procesów chemicznych w tych obszarach.
Zastosowania ultradźwięków w chemii koloidów
Ultradźwięki są powszechnie stosowane w chemii koloidów do:
- Emulgowania cieczy
- Otrzymywania zawiesin ciał stałych
- Depolimeryzacji makrocząsteczek
Fale akustyczne mogą także działać koagulująco oraz przyspieszać polimeryzację, wpływając na kinetykę reakcji chemicznych.
Bibliografia
- Chemia Fizyczna, praca zbiorowa, wyd. PWN 1965
