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Ultraschall-Chemie

Sonochemie: Einfluss von Schallwellen auf chemische Reaktionen.




Als Ultraschallchemie oder Sonochemie - gelegentlich auch: Akustochemie oder Audiochemie - bezeichnet man ein Teilgebiet der Chemie, welches sich mit den Wirkungen des Ultraschalls auf chemische Systeme beschäftigt. Neben der Mechanochemie und der Mikrowellenchemie (Wärme) und anderen widmet sich auch die Sonochemie mit der Wirkung äußerer physikalischer Einflüsse insbesondere auf Moleküle bei der Synthese chemischer Verbindungen.

Im Detail befasst sich die Sonochemie mit dem Verständnis der Wirkung von Ultraschall bei der Bildung von akustischer Kavitation in Flüssigkeiten, was zur Initiierung oder Verstärkung der chemischen Aktivität in der Lösung führt. Die chemischen Wirkungen von Ultraschall beruhen daher nicht auf einer direkten Wechselwirkung der Ultraschallschallwellen mit den Molekülen der Lösung.

Kenneth S. Suslick beschreibt in seinem Artikel Sonochemistry [siehe Literaturquellen unten] die Sonochemie als durch Ultraschall verursachte energiereiche Chemie, die auf dem Prozess der akustischen Kavitation beruht - nämlich als Bildung, Wachstum und implosives Zusammenfallen von Blasen in einer Flüssigkeit. Während des Kollapses der Kavitation tritt eine intensive Erwärmung der Blasen auf. Diese lokalisierten Brennpunkte haben Temperaturen von circa 5000 °C, weisen einen Druck von bis zu 500 Atmosphären sowie eine Lebensdauer von einigen Mikrosekunden auf. Die durch Kavitation erzeugten Stoßwellen in flüssig-festen Aufschlämmungen erzeugen Hochgeschwindigkeitskollisionen zwischen den Partikeln, deren Aufprall ausreicht, um die meisten Metalle zu schmelzen. Anwendungen für chemische Reaktionen existieren sowohl in homogenen Flüssigkeiten als auch in Flüssig-Fest-Systemen. Von besonderer synthetischer Verwendung ist die Fähigkeit des Ultraschalls, saubere, hochreaktive Oberflächen auf Metallen zu erzeugen. Ultraschall hat auch wichtige Anwendungen für die Initiierung oder Verstärkung katalytischer Reaktionen gefunden.

Im nachfolgenden Verzeichnis finden Sie einige online verfügbare Informationen zur Ultraschall-Chemie.

Weitere Informationen zum Thema in englischer Sprache sind unter dem Stichwort sonochemistry aufgelistet.



Inhalt, Gliederung


Allgemeine Informationen und Grundlagen
Vorlesungsskripten und Vorlesungsmaterialien
Didaktik und Lehrmaterialien
Spezielle Teilinformationen
Praktikumsskripten, praktische Anleitungen
Journale, Fachzeitschriften
Dissertationen
Literaturquellen



Allgemeine Informationen und Grundlagen


Sonochemie
Eine Einführung: Ultraschall in der Organischen Synthese. Portal für Organische Chemie

Sonochemische Reaktionen und Synthese
Eine kurze Einführung

Von der Kavitation zur Sonotechnologie
Technologiefrüherkennung. VDI - Format: PDF



Vorlesungsskripten und Vorlesungsmaterialien


Bioverfügbarkeit
Bericht: Beeinflussung der Bioverfügbarkeit von kolloidaler, partikulärer und assoziierter organischer Substanz durch Ultraschall (1999). TUUH - Format: PDF

Kavitation
Vorlesungsskript: Von der Kavitation zur Sonochemie - Format: PDF

Polymer-Synthese
Einsatz von Ultraschall in der Polymersynthese. Dissertation (2005). TU Clausthal - Format: PDF

Sonochemischer Abbau
Charakterisierung des biologischen Abbaus von Azofarbstoffen am Beispiel von DRIMARO sowie des sonochemischen Abbaus von ausgewählten perfluorierten Tensiden. Dissertation Chemie, (2013). Universität Köln - Format: PDF

Sonolumineszenz
Raum-zeitliche Untersuchung von Sonolimineszenz und Sono-Chemolumineszenz - Format: PDF

Sonolumineszenz
Artikel: Aus Schall wird Licht - Format: PDF



Didaktik und Lehrmaterialien


Ultraschall und Mikrowellenstrahlung im Chemieunterricht
Entwicklung und Erprobung einfacher Experimente zum nichtklassischen Energieeintrag. Dissertation, 2005. Universität Frankfurt - Format: PDF



Spezielle Teilinformationen


Chlorsiloxane
Hydrolytische und sonochemische Wege zur Darstellung von Chlorsiloxanen. Dissertation Chemie, (1998) - Format: PDF

Sonochemische Wasserbehandlungsverfahren Wasserbehandlungsverfahren
Online-Analysentechniken zur Aufklärung von Reaktionsmechanismen biochemischer sonochemischer Wasserbehandlungsverfahren. FH Köln, 2008 - Format: PDF - [engl.]



Praktikumsskripten, praktische Anleitungen


Sonolumineszenz
Praktikumsskript und theoretische Grundlagen - Format: PDF



Journale, Fachzeitschriften


Ultrasonics Sonochemistry
... ist eine führende internationale Zeitschrift, die sich der Veröffentlichung von Forschungsartikeln widmet, die sich hauptsächlich mit chemischen Reaktionen und Reaktoren befassen, die durch Ultraschallwellen induziert werden. Elsevier - [engl.]



Dissertationen


Optische Spektroskopie in der Ultraschallfalle
Anhand zweier sonochemischer Reaktionen wurde mit Absorptionsspektroskopie gezeigt, dass das Ultraschallfeld des Levitators nur einen sehr geringen Einfluss auf die levitierte Probe ausübt. Dissertation, (2014). HU Berlin

Oxidativer Abbau aromatischer Verbindungen
... durch Ultraschall in wäßriger Lösung am Beispiel von Phenol, 3-Nitrophenol, 1,3-Dinitrobenzol und 2,4-Dinitrophenol. KIT

Sonochemische Abscheidung
... von korrosionshemmenden anorganischen Schichten auf Magnesiumlegierung AZ31. Dissertation, (2018). Universität Paderborn

Sonochemische Reaktoren
Charakterisierung der Mischung und Fällung bei kontinuierlichen sonochemischen Reaktoren unter besonderer Berücksichtigung der Reaktorform. Dissertation, 2012. TU Freiberg - Format: PDF

Sonochemische Transformation
... von sauerstoffhaltigen Kraftstoffadditiven unter aquatischen Bedingungen. Universität Jena, 2002

Teilstrom-Abwasser-Behandlungsverfahren
Entwicklung von prozessnahen Teilstrom-Abwasser-Behandlungsverfahren auf der Basis biologischer und sonochemischer Reaktorstufen mit online-prozessanalytischer Verfahrensoptimierung. Dissertation, 2011. Universität Köln



Literaturquellen


Sonochemistry
Kenneth S. Suslick in Science, Vol. 247, Issue 4949, pp. 1439-1445, (1990), DOI: 10.1126/science.247.4949.1439 - [engl.]

 


Aktualisiert am 17.02.2020.



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