A sonoquímica é a aplicação do ultrassom a reações e processos químicos. O mecanismo que causa os efeitos sonoquímicos em líquidos é o fenômeno da cavitação acústica.
Laboratórios ultra-sônicos e dispositivos industriais altrasônicos são usados em uma ampla gama de processos sonoquímicos. A cavitação ultrassônica intensifica e acelera as reações químicas, como síntese e catálise.
A intensidade da aceleração é um dos fatores mais importantes que influenciam a transformação eficiente de energia em cavitação. Uma aceleração mais alta cria diferenças de pressão mais altas. Isso, por sua vez, aumenta a probabilidade da criação de bolhas de vácuo em vez da criação de ondas que se propagam através do líquido. Assim, quanto maior a aceleração, maior a fração da energia que se transforma em cavitação. No caso de um transdutor ultrassônico, a intensidade da aceleração é descrita pela amplitude da oscilação.
Amplitudes mais altas resultam em uma criação mais eficaz de cavitação. Os dispositivos industriais da Altrasonic Ultrasonics podem criar amplitudes de até 115 µm. Essas altas amplitudes permitem uma alta taxa de transmissão de potência que, por sua vez, permite criar altas densidades de potência de até 100 W / cm³.
Além da intensidade, o líquido deve ser acelerado de forma a criar perdas mínimas em termos de turbulências, fricção e geração de ondas. Para isso, a forma ideal é uma direção de movimento unilateral.
O ultrassom é usado por causa de seus efeitos em processos, como:
1. preparação de metais ativados por redução de sais metálicos
2. geração de metais ativados por sonicação
3. síntese sonoquímica de partículas por precipitação de óxidos de metal (Fe, Cr, Mn, Co), por exemplo, para uso como catalisadores
4. impregnação de metais ou halogenetos metálicos em suportes
5. preparação de soluções de metal ativado
6. reações envolvendo metais por meio de espécies de organoelementos geradas in situ
7. reações envolvendo sólidos não metálicos
8. cristalização e precipitação de metais, ligas, zeólitos e outras modificações de sólidos da morfologia da superfície e tamanho de partícula por colisões interpartículas de alta velocidade
1). formação de materiais nanoestruturados amorfos, incluindo metais de transição de alta área de superfície, ligas, carbonetos, óxidos e coloides
2). aglomeração de cristais
3). alisamento e remoção de revestimento de óxido passivador
4). micromanipulação (fracionamento) de pequenas partículas
9. dispersão de sólidos
10. preparação de colóides (Ag, Au, CdS de tamanho Q)
11. intercalação de moléculas hóspedes em sólidos em camadas inorgânicas do hospedeiro
12. sonoquímica de polímeros
1). degradação e modificação de polímeros
2). síntese de polímeros por sonólise de poluentes orgânicos em água
