Réaction chimique et effet des ultrasons

[invite28d887e7]

bonjour à tous,

Voila je voulais savoir si le fait d'apliquer des ultrasons dans une enceinte dans laquelle se passe un réaction chimique pouvait modifier le résultats final.

j'essaye d'étre un peu plus claire ....

afin déviter un dépot et un encrassement lors de ma réaction, j'applique des ultrasons grace à une sonotrode fixées sur la paroie.

en cherchant sur internet j'ai trouvé quelques articles parlant de l'effet piezo-électrique. Je n'est pas bien tout compris... on parle de polarisation du matériau... y a t'il un risque alors sur la réaction chimique.

Donc en gros j'aurai besoin d'une explication de l'effet piezo-electrique,
ainsi que des renseignement sur l'impact des ultrasons sur une réaction chimique.

Merci beaucoup.
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[invite61c21e86]

des ultra-sons, tu peux imaginer ca comme un agitateur magnetique tout simple. ca a les memes effets grosso-modo.

a +

[HarleyApril]

Bonjour
Il y a une abondante littérature sur l'utilisation des ultra sons en chimie.
L'énergie transmise permet de favoriser les réactions.
Tu auras peut être le plaisir de voir ta réaction se dérouler plus vite ou la malchance de voir des réactions secondaires se développer.
Cordialement

[moco]

Quant à l'effet piézoélectrique, il s'agit du phénomène suivant.
Il se présente dans le quartz naturel, qui est une substance qu'on trouve assez facilement dans les Alpes sous le nom de cristal de roche. Il forme des cristaux assez fins qui ont l'air de prismes à base hexagonale non régulière, terminés par un système complexe de pyramides irrégulières.
Or quand on scie un tel cristal et qu'on prélève des tranches fines et perpendiculaires à l'axe du prisme, on obtient des lames de quartz. Si on recouvre chacune des deux faces de cette lame par une feuille métallique, et qu'on comprime la lame, il apparaît une charge plus sur l'une des faces et une charge moins sur l'autre. Pendant la compression, on peut faire passer un petit courant entre les deux faces. C'est l'effet piézoélectrique. Il est à la base des petits briquets qui fournissent une étincelle quand on les frappe énergiquement.

De manière symétrique, si on applique une charge positive et une négative sur les faces de cette lame de quartz, elle se contracte. Très peu, certes, mais c'est mesurable.
Ce qui est le plus important, c'est l'application qu'on en fait dans les montres à quartz. Si on charge plus et moins une de ces lames, elle se contracte. Et si on supprime subitement cette charge, le cristal se détend, mais il ne reprend pas immédiatement son épaisseur habituelle. Comme une balançoire qu'on relâche, il oscille pendant un moment en se contractant et en se dilatant autour de sa position finale. Et ce mouvement d'oscillation, qui se produit 100'000 fois par seconde, est d'une régularité absolue. On peut l'entretenir, en rechargeant la lame de quartz au bon moment, comme quand on repousse une balançoire. C'est la base des montres à quartz, qui ne varient pas plus d'une seconde par siècle.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite42d02bd0]

Les ultrasons ont des effets sur les réactions en phases hétérogènes (formation de SmI2, Grignard, Lithien par exemple).

Les ultrasons influencent les réactions radicalaires et surtout la formation ou de la décomposition des radicaux anions.

Les ultrasons influencent le nombre d'électrons donnés ou captés à une molécule organique lors d'électrolyses organiques.

Sur des réactions ioniques (SN2, E2 par exemple) il n'y aucun effet.

[invite28d887e7]

Quant à l'effet piézoélectrique, il s'agit du phénomène suivant.
Il se présente dans le quartz naturel, qui est une substance qu'on trouve assez facilement dans les Alpes sous le nom de cristal de roche. Il forme des cristaux assez fins qui ont l'air de prismes à base hexagonale non régulière, terminés par un système complexe de pyramides irrégulières.
Or quand on scie un tel cristal et qu'on prélève des tranches fines et perpendiculaires à l'axe du prisme, on obtient des lames de quartz. Si on recouvre chacune des deux faces de cette lame par une feuille métallique, et qu'on comprime la lame, il apparaît une charge plus sur l'une des faces et une charge moins sur l'autre. Pendant la compression, on peut faire passer un petit courant entre les deux faces. C'est l'effet piézoélectrique. Il est à la base des petits briquets qui fournissent une étincelle quand on les frappe énergiquement..

ok merci pour vos réponses,

mais alors je ne vois pas trop pourquoi ce therme reviens souvent dans le sujet des ultrasons??

[invite28d887e7]

quand à la modification des réaction chimiques, effectivement dans mon cas les réactions secondaires sont favoriser.

Pour ma soutenance, je comptai exiplquer cela par le fait que les micro-bulles formées dans le liquide lors de l'apllication d'ultrasons crées de tres fortes température, ce qui va plutot favorisée l'apparission de cette réaction secondaire.

Qu'en pensez vous?

[invite42d02bd0]

oui et non...

Généralement c'est ce que l'on dit : la réaction est modifiée parceque l'on crée des bulles par cavitation et que l'intérieure de ces bulles sont à des températures et pressions extrêmes.

Maintenant ce que l'on ne dit jamais c'est que ces bulles existent un temps plus court qu'une vibration moléculaire... Au final on se demande si cet effet influence ou non...

D'ailleurs si la cavitation influencait la réaction chimique, pourquoi les ultra sons ont ils un effets sur la radicaux et pas sur les ions?

Ca reste assez mystérieux...

[invite84501eb4]

Je suis surpris d'entendre qu'une micro-cavité, qui m'apparaît logiquement un phénomène macroscopique, peut avoir une durée de vie similaire aux échelles microscopique du genre vibrations moléculaires. Peut-être suis-je incapable de me figurer ce qu'est une MICRO-cavité. On parle d'une zone gazeuse entouré de liquide et non pas d'un film de liquide? Même quand ces minuscules, il me semble étonnant que la durée de vie se compare aux vibrations moléculaires.

J'ai toujours cru que les vibrations molécules étaient des phénomènes extrêmement rapide. Peut-être me suis-je trompé, je vais allé voir sur le net ce qui est dit à ce propos.

Bonne journée

[invite28d887e7]

encore une derniére question:

ces bulles de cavitation de quoi sont elles formées? j'ai lu dans un des posts qu'il sagissait de vide, et sur certain site internet j'ai lu qu'on parlait de bulles remplies de vapeur???

alors vous en pensez quoi? quelles est la meilleure réponse?

merci

[invite28d887e7]

oui et non...

Généralement c'est ce que l'on dit : la réaction est modifiée parceque l'on crée des bulles par cavitation et que l'intérieure de ces bulles sont à des températures et pressions extrêmes.
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parce que je ne vois pas comment on obtiens des pressions extrémes si il sagit de vide?

[invite42d02bd0]

C'est quand elles explosent je suppose que la pression est énorme... Je ne suis pas un spécialiste du domaine. Tout ce que je sais c'est que les temps où se produisent les phénomènes de pression et de température sont similaires aux vibrations atomiques

[invite28d887e7]

C'est quand elles explosent je suppose que la pression est énorme...

mais comment une bulle contenant de vide peut elle exploser? c'est exploser ou imploser alors dans ce cas la?

[invite61c21e86]

il n'y a pas de vide, il existe toujours un equilibre liquide vapeur.

c'est meme regit par Clausius-Clappeyron si je me souviens bien