Υπερηχητικά ενισχυμένοι αντιδραστήρες σταθερής κλίνης

Γεγονότα που αξίζει να γνωρίζετε

Υπερήχων Σπηλαίωση και Sonochemistry

Η σύζευξη υπερήχων ισχύος σε υγρά έναν πολτό έχει ως αποτέλεσμα ακουστική σπηλαίωση. Η ακουστική σπηλαίωση αναφέρεται στο φαινόμενο του γρήγορου σχηματισμού, ανάπτυξης και εκρηκτικής κατάρρευσης κενών γεμάτων με ατμούς. Αυτό δημιουργεί πολύ βραχύβια "καυτά σημεία" με ακραίες κορυφές θερμοκρασίας έως 5000K, πολύ υψηλούς ρυθμούς θέρμανσης / ψύξης άνω των 10⁹Κς^-1, και πιέσεις 1000atm με αντίστοιχα διαφορικά – Όλα μέσα σε διάρκεια ζωής νανοδευτερολέπτων.
Το ερευνητικό πεδίο της Ηχοχημεία Διερευνά την επίδραση του υπερήχου στο σχηματισμό ακουστικής σπηλαίωσης σε υγρά, η οποία ξεκινά ή / και ενισχύει τη χημική δραστηριότητα σε ένα διάλυμα.

Ετερογενείς καταλυτικές αντιδράσεις

Στη χημεία, η ετερογενής κατάλυση αναφέρεται στον τύπο της καταλυτικής αντίδρασης όπου οι φάσεις του καταλύτη και των αντιδρώντων διαφέρουν μεταξύ τους. Στο πλαίσιο της ετερογενούς χημείας, η φάση δεν χρησιμοποιείται μόνο για τη διάκριση μεταξύ στερεού, υγρού και αερίου, αλλά αναφέρεται επίσης σε μη αναμίξιμα υγρά, π.χ. λάδι και νερό.
Κατά τη διάρκεια μιας ετερογενούς αντίδρασης, ένα ή περισσότερα αντιδρώντα υφίστανται χημική μεταβολή σε μια διεπαφή, π.χ. στην επιφάνεια ενός στερεού καταλύτη.
Ο ρυθμός αντίδρασης εξαρτάται από τη συγκέντρωση των αντιδρώντων, το μέγεθος των σωματιδίων, τη θερμοκρασία, τον καταλύτη και άλλους παράγοντες.
Συγκέντρωση αντιδρώντος: Γενικά, η αύξηση της συγκέντρωσης ενός αντιδραστηρίου αυξάνει το ρυθμό αντίδρασης λόγω της μεγαλύτερης διεπαφής και επομένως της μεγαλύτερης μεταφοράς φάσης μεταξύ των αντιδρώντων σωματιδίων.
Μέγεθος σωματιδίων: Όταν ένα από τα αντιδρώντα είναι στερεό σωματίδιο, τότε δεν μπορεί να εμφανιστεί στην εξίσωση ρυθμού, καθώς η εξίσωση ρυθμού δείχνει μόνο συγκεντρώσεις και τα στερεά δεν μπορούν να έχουν συγκέντρωση αφού βρίσκονται σε διαφορετική φάση. Ωστόσο, το μέγεθος των σωματιδίων του στερεού επηρεάζει τον ρυθμό αντίδρασης λόγω της διαθέσιμης επιφάνειας για μεταφορά φάσης.
Θερμοκρασία αντίδρασης: Η θερμοκρασία σχετίζεται με τη σταθερά ρυθμού μέσω της εξίσωσης Arrhenius: k = Ae^-ΕΑ/RT
Όπου Ea είναι η ενέργεια ενεργοποίησης, R είναι η παγκόσμια σταθερά αερίου και T είναι η απόλυτη θερμοκρασία στο Kelvin. A είναι ο παράγοντας Arrhenius (συχνότητα). e^-ΕΑ/RT δίνει τον αριθμό των σωματιδίων κάτω από την καμπύλη που έχουν ενέργεια μεγαλύτερη από την ενέργεια ενεργοποίησης, Ea.
Καταλύτης: Στις περισσότερες περιπτώσεις, οι αντιδράσεις συμβαίνουν ταχύτερα με έναν καταλύτη επειδή απαιτούν λιγότερη ενέργεια ενεργοποίησης. Οι ετερογενείς καταλύτες παρέχουν μια πρότυπη επιφάνεια στην οποία λαμβάνει χώρα η αντίδραση, ενώ οι ομοιογενείς καταλύτες σχηματίζουν ενδιάμεσα προϊόντα που απελευθερώνουν τον καταλύτη κατά τη διάρκεια ενός επόμενου σταδίου του μηχανισμού.
Άλλοι παράγοντες: Άλλοι παράγοντες όπως το φως μπορούν να επηρεάσουν ορισμένες αντιδράσεις (φωτοχημεία).

Πυρηνόφιλη υποκατάσταση

Η πυρηνόφιλη υποκατάσταση είναι μια θεμελιώδης κατηγορία αντιδράσεων στην οργανική (και ανόργανη) χημεία, στην οποία ένα πυρηνόφιλο συνδέεται επιλεκτικά με τη μορφή μιας βάσης Lewis (ως δότης ζεύγους ηλεκτρονίων) με ένα οργανικό σύμπλοκο με ή επιτίθεται στο θετικό ή μερικώς θετικό (+ve)φορτίο ενός ατόμου ή μιας ομάδας ατόμων για να αντικαταστήσει μια ομάδα που αποχωρεί. Το θετικό ή μερικώς θετικό άτομο, το οποίο είναι ο δέκτης ζεύγους ηλεκτρονίων, ονομάζεται ηλεκτρόφιλο. Ολόκληρη η μοριακή οντότητα του ηλεκτρόφιλου και της ομάδας εξόδου ονομάζεται συνήθως υπόστρωμα.
Η πυρηνόφιλη υποκατάσταση μπορεί να παρατηρηθεί ως δύο διαφορετικές οδοί – το S_N1 και S_N2 αντίδραση. Ποια μορφή μηχανισμού αντίδρασης – s_N1 ή S_N2 – λαμβάνει χώρα, εξαρτάται από τη δομή των χημικών ενώσεων, τον τύπο του πυρηνόφιλου και του διαλύτη.

Τύποι απενεργοποίησης καταλύτη

• Δηλητηρίαση καταλύτη είναι ο όρος για την ισχυρή χημειορρόφηση ειδών σε καταλυτικές θέσεις που εμποδίζουν τις θέσεις για καταλυτική αντίδραση. Η δηλητηρίαση μπορεί να είναι αναστρέψιμη ή μη αναστρέψιμη.
• Η ρύπανση αναφέρεται σε μια μηχανική αποδόμηση του καταλύτη, όπου είδη από ρευστή φάση εναποτίθενται στην καταλυτική επιφάνεια και στους πόρους του καταλύτη.
• Η θερμική υποβάθμιση και πυροσυσσωμάτωση έχει ως αποτέλεσμα την απώλεια της καταλυτικής επιφάνειας, της περιοχής στήριξης και των ενεργών αντιδράσεων υποστήριξης φάσης.
• Σχηματισμός ατμών σημαίνει μια μορφή χημικής αποικοδόμησης, όπου η αέρια φάση αντιδρά με την καταλυτική φάση για να παράγει πτητικές ενώσεις.
• Οι αντιδράσεις ατμού-στερεού και στερεού-στερεού έχουν ως αποτέλεσμα τη χημική απενεργοποίηση του καταλύτη. Ο ατμός, το στήριγμα ή ο υποκινητής αντιδρά με τον καταλύτη έτσι ώστε να παράγεται μια ανενεργή φάση.
• Η τριβή ή η σύνθλιψη των σωματιδίων του καταλύτη έχει ως αποτέλεσμα την απώλεια καταλυτικού υλικού λόγω μηχανικής τριβής. Η εσωτερική επιφάνεια του καταλύτη χάνεται λόγω μηχανικής επαγόμενης σύνθλιψης του σωματιδίου του καταλύτη.