Was ist eine Festkörperreaktion?
Eine Festkörperreaktion, auch Trockenreaktion oder lösungsmittelfreie Reaktion genannt, ist eine chemische Reaktion, bei der keine Lösungsmittel verwendet werden. Bei einer normalen Reaktion werden die Reaktanten, auch Reaktanten genannt, in ein Lösungsmittel gegeben, bevor die Reaktion stattfinden kann. Diese Reaktanten reagieren unter Bildung einer neuen Substanz. Nach Abschluss der Reaktion können die Wissenschaftler das neue Produkt aus dem Lösungsmittel entfernen. Eine Festkörperreaktion ermöglicht es den Reaktanten jedoch, ohne die Anwesenheit eines Lösungsmittels chemisch zu reagieren.
Die Vorteile von Festkörperreaktionen machen sich in vielen Branchen bemerkbar. Dies ist wirtschaftlich wichtig, da durch die Eliminierung von Lösungsmitteln die Kosten für Produkte geringer sind. Dadurch werden diese Produkte in der Anschaffung günstiger. Bei normalen Reaktionen müssen Wissenschaftler das restliche Lösungsmittel nach Beendigung einer Reaktion aus dem resultierenden Produkt entfernen. Durch die Herstellung von Materialien aus einer Festkörperreaktion können Wissenschaftler den Reinigungsprozess umgehen.
Das Entfernen des Lösungsmittels aus der Reaktion bedeutet, dass eine Festkörperreaktion mehr Produkt erzeugt als eine normale Reaktion. Es ist auch umweltfreundlicher. Da es kein Lösungsmittel gibt, ist am Ende der Reaktion kein Abfall zu beseitigen.
Ein Beispiel für eine Festkörperreaktion, die andere Industrien revolutioniert, ist die Entwicklung eines recycelbaren Katalysators. Dieser Katalysator kann am Ende der Reaktion vollständig entfernt und wiederverwendet werden. Der Katalysator wird zuerst in den Reaktanten gelöst. Sobald die Reaktanten ineinander eingebracht sind, fällt der Katalysator langsam zu einem klebrigen Feststoff aus. Die Reaktanten können vollständig miteinander reagieren und der Katalysator trennt sich von den resultierenden Produkten und kann abgetrennt und zurückgeführt werden.
Es gibt verschiedene Bedingungen, unter denen eine Festkörperreaktion stattfinden kann. Bei Ofentechniken werden hohe Temperaturen verwendet, um Reaktionen ohne Lösungsmittel zu fördern. In einer Schmelzetechnik werden die Reaktanten zusammengeschmolzen. Die geschmolzenen Reaktanten wechselwirken im flüssigen Zustand und werden zu einer Paste, die dann zu einem Feststoff aushärtet. Einige Reaktanten sind in Gegenwart eines Gases hochreaktiv. Daher setzen Wissenschaftler den Stoff einem Strom reaktiven Gases aus. Dieser Vorgang wird als Gasreaktion bezeichnet.
Obwohl die Entwicklung von Festkörperreaktionen viele Vorteile mit sich bringt, gibt es auch viele Nachteile. Der ideale Prozess sollte zu einer homogenen oder einheitlichen Substanz führen, und einige Festkörperreaktionen sollten dies nicht tun. Außerdem sind diese Reaktionen aus offensichtlichen Gründen für Reaktionen, die Lösungsmittel erfordern, unbrauchbar.