Hvad er en solid state-reaktion?
En faststofreaktion, også kaldet en tørmediereaktion eller en opløsningsmiddelfri reaktion, er en kemisk reaktion, hvor opløsningsmidler ikke anvendes. I en normal reaktion anbringes reaktionsmidlet, også kaldet reaktanterne, i et opløsningsmiddel, før reaktionen kan finde sted. Disse reaktanter reagerer og danner et nyt stof. Når reaktionen er afsluttet, er forskere i stand til at fjerne det nye produkt fra opløsningsmidlet. En faststofreaktion tillader imidlertid reaktanterne at reagere kemisk uden tilstedeværelsen af et opløsningsmiddel.
Fordelene ved faststofreaktioner krusler gennem mange brancher. Det er vigtigt for økonomien, fordi fjernelse af opløsningsmidler betyder, at produkter koster mindre. Dette vil igen gøre disse produkter billigere at købe. Ved normale reaktioner er forskere nødt til at fjerne det resterende opløsningsmiddel fra det resulterende produkt, efter at en reaktion er afsluttet. Produktion af materialer fra en faststofreaktion vil betyde, at forskere er i stand til at omgå rensningsprocessen.
Fjernelse af opløsningsmidlet fra reaktionen betyder, at en faststofreaktion producerer mere produkt, end en normal reaktion kan. Det er også mere miljøvenligt. Da der ikke er noget opløsningsmiddel, er der intet affald at eliminere ved afslutningen af reaktionen.
Et eksempel på en faststofreaktion, der revolutionerer andre industrier, er udviklingen af en genanvendelig katalysator. Denne katalysator er i stand til at fjernes fuldstændigt og genbruges ved afslutningen af reaktionen. Katalysatoren opløses først i reaktanterne. Når reaktanterne er introduceret til hinanden, udfældes katalysatoren langsomt i et klæbrigt fast stof. Reaktanterne er i stand til at reagere fuldstændigt med hinanden, og katalysatoren adskiller sig fra de resulterende produkter og er i stand til at blive adskilt og genanvendt.
Der er adskillige betingelser, under hvilke en faststofreaktion kan finde sted. Ovnsteknikker bruger høje temperaturer for at tilskynde til reaktioner uden opløsningsmidler. I en smelteteknologi smeltes reaktanterne sammen. De smeltede reaktanter interagerer i flydende tilstand og bliver en pasta, der derefter hærder til et fast stof. Nogle reaktanter er meget reaktive i nærværelse af en gas. Derfor udsætter forskere stoffet for en strøm af reaktiv gas. Denne proces kaldes en gasreaktion.
Selvom der er mange fordele ved at udvikle reaktioner i fast tilstand, er der også mange ulemper. Den ideelle proces skal resultere i et homogent eller ensartet stof, og nogle reaktioner i fast tilstand gør det ikke. Derudover er disse reaktioner af åbenlyse grunde ubrugelige til reaktioner, der kræver opløsningsmidler.