Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 28. 11 augusti 1951 - Ultraljudet inom kemisk teknik, av Olle Lindström
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
’596
TEKNISK TIDSKRIFT
peraturvariationerna sker med en hög frekvens
komplicerar förhållandena. Den tidrymd, inom
vilken t.ex. en tryckbuk har en högre temperatur
än medeltemperaturen, har storleksordningen
lü"8 s vid ca 1 000 kp/s. Denna tidrymd torde
vara tillräcklig för att i vätskor åstadkomma
termisk jämvikt, relaxationstiden vid dessa
ener-getiska förlopp i vätskor anses i allmänhet uppgå
till 10-7—10-9 s. Huruvida däremot
reaktionshastigheten hinner med i dessa snabba
tillståndsvariationer är ganska ovisst. Om man minskar
frekvensen, bör inan dock komma til! betingelser,
vid vilka jämvikten mellan reaktanter och aktivt
komplex hinner följa med i
tillståndsvariationerna, med en ökad reaktionshastighet som följd.
Jag har reaktionskinetiskt undersökt inverkan
av ultraljud, 400—1 000 kp/s, på reaktionen
mellan diazoättikester och monoklorättiksyra i
absolut bensen. Resultatet av denna undersökning
blev, att ultraljudet ej hade någon inverkan
på reaktionshastigheten. Försöksfelen var dock
±3 %, beroende på de särskilda
svårigheterna med temperaturkontroll vid ultraljudfält i
vätskor.
Av det ovanstående torde framgå, att en
specifik verkan av ultraljud på reaktionshastigheten
i en homogen reaktion är tänkbar. Den ökning i
reaktionshastigheten, som under vissa
omständigheter kan tänkas inträda, torde emellertid
alltid vara liten, varför man ej kan vänta, att
en eventuell effekt kan bli av teknisk betydelse.
Inverkan på reaktionshastighet
vid heterogena reaktioner
Vid diffusionsberoende förlopp i vätskefas vill
man gärna föreställa sig, att ultraljudet kan ha
en accelererande inverkan på grund av de starka
rörelser, som uppkommer i mediet. I detta
sammanhang bör man dock ej glömma det enkla
faktum, att ljud är en svängningsrörelse; de
svängande partiklarna utför rörelser omkring
sina jämviktslägen. Någon transport av materia
sker sålunda ej, frånsett att en viss
pumpnings-effekt uppkommer vid höga effekter. Det är
därför ej anmärkningsvärt, att man med ultraljud
icke kunnat åstadkomma någon ökning av
dif-fusionshastigheten genom membraner vid
dialysförsök11.
Någon avsevärd inverkan av ultraljud torde
inan ej heller kunna vänta sig vid
diffusionsberoende heterogen katalys i vätskefas. Vid en
uppslammad fast katalysator kommer
diffu-sionsskiktet att störas särskilt på de sidor av
katalysatorkornet, som ligger parallellt med
ljudvågens rörelseriktning. Diffusionsskiktet på de
sidor, som vänder front mot ljudet, torde
däremot i stort sett förhålla sig intakt.
Vad som komplicerar ett användande av
ultraljud i större skala vid heterogena reaktioner,
även om laboratorieresultaten kan vara gynn-
samma, är den omständigeheten att ljudet
reflekteras helt eller delvis vid fasgränser
(vätska-fast kropp, vätska-gas). Det torde därför ställa sig
besvärligt, att i sådana fall få ut ultraljudet i en
tillräckligt stor volym. När det gäller att
accelerera en kemisk reaktion är det nämligen
önskvärt, att hela reaktionsblandningen kan
behandlas samtidigt. Vid emulgeringar eller
agglomere-ringar kan man däremot i allmänhet föra
lösningen genom en särskild ultraljudreaktor.
Andra omständigheter, som måste försvåra
användandet av ultraljudet vid t.ex. uppslammad
katalysator är den verkan ultraljudet kan ha på
katalysatorn, beroende på dess dispergerande
eller i en del fall agglomererande verkningar.
Elektrokemisk verkan
Ultraljudet har ej någon inverkan på metallers
utfällningspotentialer. Vid utfällning av gaser
däremot, t.ex. av syre, väte, klor, erhålles vid
ringa ljudeffekter en viss ökning av
överspänningen; vid så höga ljudeffekter, att kavitation
uppkommer, erhålles motsatt verkan, en
betydande depolarisation12. Ett tekniskt tillämpande
av ultraljudets inverkan på elektrokemisk
polarisation kan i princip ske efter tvenne linjer.
Elektrokemiska processer kan länkas i en annan
riktning med ultraljud. Sänkning av
överspänningen kan vara av betydelse ur driftsynpunkt.
Av särskilt intresse är, om ultraljudet kan öka
vätets överspänning, så att en elektrolytisk
utfällning av aluminium och magnesium ur
vattenlösning blir möjlig. Det svar experimenten ger
på den frågan förefaller att vara nej12. Man kan
dock notera att ultraljudet t.ex. gör det möjligt
att utfälla nickel ur sura lösningar, som i
normala fall endast ger väte.
Vid framställning av fluor på elektrolytisk väg
utgör polarisationen ett av de större problemen9.
Polarisationen är vid fluorelektrolys ett mycket
sammansatt problem, men det förefader ändå
inte otänkbart, att ultraljudet i detta fall kan ha
en gynnsam inverkan. Att konstruera fluorceller
med inbyggda svängare måste dock erbjuda stora
apparattekniska svårigheter.
Destillation och extraktion
Ultraljudet bör öka hastigheten för inställning
av jämvikten vid sådana processer som
destillation och extraktion. Publicerade resultat tyder
dock på att den effekt, som uppkommer, är liten
åtminstone vid fraktionerad destillation, varför
man knappast kan tillmäta denna effekt någon
praktisk betydelse7.
Kristallisation ur övermättade lösningar
Ur teknisk synpunkt torde den viktigaste
frågan i detta sammanhang vara, om man kan
bringa lösningar att kristallisera med hjälp av
ultraljud i sådana fall, där andra metoder sviker?
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
