文档介绍：化学世界
行研究,普特曼小组的工作在近些年
比较引人注目。
声化学反应机理虽然超声空化效应仍然在研究之中。但是,空
化效应如何在液体中引发化学反应却已经找到了
李晓昆, 刘岩答案。
青海大学化工学院,青海西宁美国化学家舒斯里克的工作提示
出了声化学反应的机制。
声化学是世纪年代崛起的一门化学学声化学反应的机理
科,年在英国沃里克大学召开的第一届国际声从世纪年代初开始,美国依里诺依大学
化学研讨会标志着这一新的化学学科的正式出现。的化学家舒斯里克就致力于揭示出声化学的反应机
与其他的化学反应不同,声化学反应的诱发是靠声理。由于水溶液中的空化效应不易控制,所以,舒斯
能,但是,声能从常规的角度看是不会在液体中引发里克等人就采用了有机液体一十二烷作为研究对象,
化学反应的,而是通过一种物理中介现象——超声研究了其中溶解所有几种羰基金属化合物,
空化效应与液体分子发生相互作用。所谓超声空化,,, ,时空化效
效应,就是用一定声强的超声波辐照液体,由于液体应对上述四种羰基化合物分解率和的分压有密
中溶解有微量的气体,或者液体本身可以汽化,在声切的关系,热分解反应速率常数。和的分压
场的膨胀相位,形成小气泡,并且体积膨胀,在声场一之间呈线性关系。同时,舒斯克又建立了一个
的压缩相位,巨大的声能将气泡压缩。由于这一过热学模型,通过分析,确认了声化学反应发生于两个
程发生在几个~ 几个的瞬间,所以,气泡内的区域一空化泡内的气体区域和空化泡的气一液交界区
气体受压温度急剧上升,达到数千度的高温。高温域即液壁。通过计算,舒斯里克确定了发生声化学
使得气泡内气体和气一液交界处的液体发生高温裂反应壁的厚度,大约是,约个分子直径
解产生出大量的自由基,自由基与液体发生强烈反的厚度,气相区域空化发生后的瞬间温度大约为
应,从而引发出一系列次级化学反应。因此,研究声,液壁的温度大约是。这样,就基本
化学的反应机理,必须首先了解超声空化效应。上阐明了有机溶液中声化学的反应机理。但是水溶
超声空化效应液中声化学机理还有什么新的特点,仍将是一个研
空化效应最早发现于年。但是,这一现象究方向。年,霍夫曼等人系
物理本质的揭示直到年。英国著名力学家瑞统地研究了水溶液中声化学反应的机理。他们采用
利于该年度发表了空化效应的第了几种有毒的有机化合物如硝基苯酚作为目标化合
一个理论模型——瑞利方程。通过对该方程的解, 物,研究了它们在水中的声化学降解规律,发现,在
人们首次可以计算出超声空化效应发生的温度,到水溶液中,除了自由基反应外,空化效应还可以在空
了世纪年代,美国声学家诺尔廷格化泡的液壁四周形成超临界水。超临界水
和涅普里亚斯又对瑞利方程进亦同样可以参与有机物的降解反应。通过建立一个
行了修正,形成了目前广泛引用的一个方程。完整的数学模型,霍夫曼得出了超临界水在整个反
年,两位美国物理学家麦克雷和霍应溶液中占有的比例大约为. 。也就是说每
洛瑞德首次解出了这个非线性的二的反应水溶液中,大约会形成. 的超临界
阶微分方程。到了世纪年代,由于超的大水。这个比例不算大。折算成对有机物解的总贡献
量使用,研究人员又对脉冲超声作用下的空化效应率,大约只为~ 。