top of page

Mikrofale w syntezie organicznej

Mikrofale jako rodzaj promieniowania elektromagnetycznego o długości fali pomiędzy podczerwienią a falami ultrakrótkimi wykorzystywane było już pod koniec lat 40 XX wieku. Dopiero po roku 1986 zaczęto ich używać jako alternatywę dla konwencjonalnego ogrzewania. Jest to promieniowanie o częstotliwości od 0.3 do 300 GHz powodujące rotacyjne zmiany cząsteczek chemicznych.

Zastosowanie ogrzewania mikrofalowego ma pewne korzyści w porównaniu z ogrzewaniem konwencjonalnym. Następuje szybkie ogrzewanie reagentów niezależne od przewodnictwa cieplnego materiału, w którym prowadzona jest reakcja, podczas gdy w czasie ogrzewania konwencjonalnego musimy zastosować zewnętrzne źródło ciepła, które ogrzewa najpierw ścianki naczynia, następnie rozpuszczalnik, a dopiero później reagenty. Ciepło rozprowadzane jest nierównomiernie.

Pochłanianie promieniowania mikrofalowego może odbywać się według dwóch mechanizmów. Pierwszym z nich jest zjawisko strat dielektrycznych, na zasadzie polaryzacji orientacyjnej. Jeżeli materiał zawiera dipole, to w wyniku działania pola elektrycznego starają się one ustawić zgodnie z jego zwrotem i kierunkiem. Pole elektryczne przekazuje następnie dipolom energię, która jest rozpraszana w materiale w postaci ciepła. Ogrzewaniu ulegają tylko te substancje, których cząsteczki są dipolami (woda, metanol, DMF, octan etylu, chloroform, chlorek metylenu, kwas octowy). Substancje nie posiadające dipoli (heksan, benzen, eter dietylowy czy czterochlorek węgla) praktycznie nie ogrzewają się pod wpływem promieniowania mikrofalowego.

Drugi mechanizm opiera się na przewodnictwie jonowym. Jeżeli materiał zawiera jony to zaczynają się one przemieszczać pod wpływem przyłożonego pola elektrycznego, zgodnie z jego kierunkiem: dodatnie w jedną, ujemne w przeciwną stronę. Zderzając się z innymi cząsteczkami, powodują rozprzestrzenianie się energii cieplnej w materiale.

Mikrofale znacznie przyspieszają przebieg reakcji, co ilustrują poniższe przykłady:

Featured Posts
Sprawdź ponownie wkrótce
Po opublikowaniu postów zobaczysz je tutaj.
Recent Posts
Archive
Search By Tags
Follow Us
  • Facebook Basic Square
  • Twitter Basic Square
  • Google+ Basic Square
bottom of page