Información interesante

Cavitación ultrasónica y sonoquímica

El acoplamiento de ultrasonidos de potencia en líquidos y lodos da como resultado cavitación acústica. La cavitación acústica se refiere al fenómeno de la rápida formación, crecimiento y colapso implosivo de vacíos llenos de vapor. Esto genera "puntos calientes" de muy corta duración con picos de temperatura extremos de hasta 5000K, velocidades de calentamiento/enfriamiento muy elevadas, superiores al 10⁹Ks^-1y presiones de 1000atm con diferenciales respectivos – todo ello en nanosegundos de vida.
El campo de investigación de Sonoquímica investiga el efecto de los ultrasonidos en la formación de cavitación acústica en líquidos, que inicia y/o potencia la actividad química en una solución.

Reacciones catalíticas heterogéneas

En química, la catálisis heterogénea se refiere al tipo de reacción catalítica en la que las fases del catalizador y de los reactantes difieren entre sí. En el contexto de la química heterogénea, fase no sólo se utiliza para distinguir entre sólido, líquido y gas, sino que también se refiere a líquidos inmiscibles, por ejemplo, aceite y agua.
Durante una reacción heterogénea, uno o más reactivos sufren un cambio químico en una interfase, por ejemplo, en la superficie de un catalizador sólido.
La velocidad de reacción depende de la concentración de reactivos, el tamaño de las partículas, la temperatura, el catalizador y otros factores.
Concentración de reactivo: En general, el aumento de la concentración de un reactivo incrementa la velocidad de reacción debido a la mayor interfase y, por tanto, a la mayor transferencia de fase entre las partículas reactivas.
Tamaño de las partículas: Cuando uno de los reactivos es una partícula sólida, entonces no se puede mostrar en la ecuación de velocidad, ya que la ecuación de velocidad sólo muestra concentraciones y los sólidos no pueden tener una concentración al estar en una fase diferente. Sin embargo, el tamaño de la partícula del sólido afecta a la velocidad de reacción debido a la superficie disponible para la transferencia de fase.
Temperatura de reacción: La temperatura se relaciona con la constante de velocidad mediante la ecuación de Arrhenius: k = Ae^-Ea/RT
Donde Ea es la energía de activación, R es la constante universal de los gases y T es la temperatura absoluta en Kelvin. A es el factor de Arrhenius (frecuencia). e^-Ea/RT da el número de partículas bajo la curva que tienen una energía mayor que la energía de activación, Ea.
Catalizador: En la mayoría de los casos, las reacciones se producen más rápidamente con un catalizador porque requieren menos energía de activación. Los catalizadores heterogéneos proporcionan una superficie molde en la que se produce la reacción, mientras que los catalizadores homogéneos forman productos intermedios que liberan el catalizador durante un paso posterior del mecanismo.
Otros factores: Otros factores, como la luz, pueden afectar a determinadas reacciones (fotoquímica).

Sustitución nucleofílica

La sustitución nucleofílica es una clase fundamental de reacciones en química orgánica (e inorgánica), en la que un nucleófilo se une selectivamente en forma de una base de Lewis (como donador del par de electrones) con un complejo orgánico o ataca la carga positiva o parcialmente positiva (+ve) de un átomo o un grupo de átomos para sustituir a un grupo saliente. El átomo positivo o parcialmente positivo, que es el aceptor del par de electrones, se denomina electrófilo. El conjunto molecular formado por el electrófilo y el grupo saliente suele denominarse sustrato.
La sustitución nucleofílica puede observarse en dos vías diferentes – la S_N1 y S_N2 reacción. ¿Qué forma de mecanismo de reacción – s_N1 o S_N2 – tiene lugar, depende de la estructura de los compuestos químicos, del tipo de nucleófilo y del disolvente.

Tipos de desactivación de catalizadores

• El envenenamiento de catalizadores es el término para la fuerte quimisorción de especies en los sitios catalíticos que bloquean los sitios para la reacción catalítica. El envenenamiento puede ser reversible o irreversible.
• El ensuciamiento se refiere a una degradación mecánica del catalizador, en la que las especies de la fase fluida se depositan en la superficie catalítica y en los poros del catalizador.
• La degradación térmica y la sinterización provocan la pérdida de superficie catalítica, de área de soporte y de reacciones fase activa-soporte.
• Por formación de vapor se entiende una forma de degradación química, en la que la fase gaseosa reacciona con la fase catalizadora para producir compuestos volátiles.
• Las reacciones vapor-sólido y sólido-sólido provocan la desactivación química del catalizador. El vapor, el soporte o el promotor reaccionan con el catalizador de forma que se produce una fase inactiva.
• El desgaste o aplastamiento de las partículas de catalizador provoca la pérdida de material catalítico debido a la abrasión mecánica. La superficie interna del catalizador se pierde debido al aplastamiento de la partícula catalizadora inducido mecánicamente.