Hva er en solid state-reaksjon?

En faststoffreaksjon, også kalt en tørrmedia-reaksjon eller en løsningsmiddelløs reaksjon, er en kjemisk reaksjon der løsningsmidler ikke brukes. I en normal reaksjon blir reaksjonsmidlene, også kalt reaktantene, plassert i et løsningsmiddel før reaksjonen kan finne sted. Disse reaktantene reagerer og danner et nytt stoff. Etter at reaksjonen er fullført, er forskere i stand til å fjerne det nye produktet fra løsningsmidlet. En faststoffreaksjon tillater imidlertid reaktantene å reagere kjemisk uten nærvær av et løsningsmiddel.

Fordelene med solid state-reaksjoner rippler gjennom mange bransjer. Det er viktig for økonomien fordi eliminering av løsningsmidler betyr at produkter vil koste mindre. Dette vil igjen gjøre disse produktene billigere å kjøpe. Ved normale reaksjoner må forskere fjerne det gjenværende løsningsmidlet fra det resulterende produktet etter at en reaksjon er ferdig. Å produsere materialer fra en faststoffreaksjon vil bety at forskere er i stand til å omgå renseprosessen.

Å eliminere løsningsmidlet fra reaksjonen betyr at en faststoffreaksjon gir mer produkt enn en normal reaksjon kan. Det er også mer miljøvennlig. Siden det ikke er noe løsningsmiddel, er det ikke noe avfall å eliminere etter endt reaksjon.

Et eksempel på en reaksjon i solid tilstand som revolusjonerer andre næringer er utviklingen av en resirkulerbar katalysator. Denne katalysatoren kan fjernes fullstendig og gjenbrukes ved reaksjonens slutt. Katalysatoren oppløses først i reaktantene. Når reaktantene er blitt introdusert til hverandre, faller katalysatoren sakte ut i et klebrig fast stoff. Reaktantene er i stand til å reagere fullstendig med hverandre, og katalysatoren skiller seg fra de resulterende produktene og kan separeres og resirkuleres.

Det er flere forhold under hvilke en faststoffreaksjon kan finne sted. Ovnsteknikker bruker høye temperaturer for å oppmuntre til reaksjoner uten løsningsmidler. I en smelteteknikk smeltes reaktantene sammen. De smeltede reaktantene samvirker i flytende tilstand og blir en pasta som deretter herder til et fast stoff. Noen reaktanter er svært reaktive i nærvær av en gass. Derfor utsetter forskere stoffet for en strøm av reaktiv gass. Denne prosessen kalles en gassreaksjon.

Selv om det er mange fordeler med å utvikle reaksjoner i solid tilstand, er det også mange ulemper. Den ideelle prosessen bør resultere i et homogent eller ensartet stoff, og noen reaksjoner i fast tilstand gjør det ikke. I tillegg er disse reaksjonene av åpenbare grunner ubrukelige for reaksjoner som krever løsningsmidler.