Vad är en solid state-reaktion?
En fast tillståndsreaktion, även kallad en torrmediereaktion eller en lösningsmedelslös reaktion, är en kemisk reaktion där lösningsmedel inte används. I en normal reaktion placeras reaktionsmedlen, även kallad reaktanterna, i ett lösningsmedel innan reaktionen kan äga rum. Dessa reaktanter reagerar och bildar en ny substans. När reaktionen är klar kan forskare ta bort den nya produkten från lösningsmedlet. En fast tillståndsreaktion tillåter emellertid reaktanterna att kemiskt reagera utan närvaron av ett lösningsmedel.
Fördelarna med reaktioner i fast tillstånd kraschar i många branscher. Det är viktigt för ekonomin eftersom eliminering av lösningsmedel innebär att produkter kommer att kosta mindre. Detta i sin tur kommer att göra dessa produkter billigare att köpa. Vid normala reaktioner måste forskare ta bort det kvarvarande lösningsmedlet från den resulterande produkten efter att en reaktion är klar. Att producera material från en fast tillståndsreaktion innebär att forskare kan kringgå reningsprocessen.
Att eliminera lösningsmedlet från reaktionen innebär att en fast tillståndsreaktion ger mer produkt än en normal reaktion kan. Det är också mer miljövänligt. Eftersom det inte finns något lösningsmedel finns det inget avfall att eliminera i slutet av reaktionen.
Ett exempel på en fast tillståndsreaktion som revolutionerar andra industrier är utvecklingen av en återvinningsbar katalysator. Denna katalysator kan avlägsnas fullständigt och återanvändas i slutet av reaktionen. Katalysatorn upplöses först i reaktanterna. När reaktanterna har införts i varandra faller katalysatorn långsamt ut i ett klibbigt fast ämne. Reaktanterna kan reagera fullständigt med varandra och katalysatorn separerar sig från de resulterande produkterna och kan separeras och återvinnas.
Det finns flera förhållanden under vilka en fast tillståndsreaktion kan äga rum. Ugntekniker använder höga temperaturer för att uppmuntra reaktioner utan lösningsmedel. I en smältteknik smälts reaktanterna samman. De smälta reaktanterna samverkar i flytande tillstånd och blir en pasta som sedan härdar till ett fast ämne. Vissa reaktanter är mycket reaktiva i närvaro av en gas. Därför utsätter forskare ämnet för en ström av reaktiv gas. Denna process kallas en gasreaktion.
Även om det finns många fördelar med att utveckla reaktioner i fast tillstånd, finns det också många nackdelar. Den ideala processen bör resultera i en homogen eller enhetlig substans, och vissa reaktioner i fast tillstånd gör det inte. Dessutom är dessa reaktioner, av uppenbara skäl, värdelösa för reaktioner som kräver lösningsmedel.