超音波反応(ソノケミストリーとも言われているらしいのですが)に関して勉強している素人です。
色々調べているのですが今ひとつピンときません。
超音波の反応はラジカル反応と言われていますが
  まず、ラジカルとはどのような状態なのでしょうか?(素人で申し訳ありません)その(ラジカル反応)特徴は何でしょうか?
それ以外に溶液中に超音波を与える際の反応に関して、文献等も踏まえて
教えて頂きますと幸いです。
又、全く素人の質問なのですが、溶液に超音波照射を行ったら、キャビテーションにより、数千度に達する高温が気泡内に発生すると記載されておりますが、長時間超音波を照射しつづけるとその溶液の温度は上がるのでしょうか?

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A 回答 (4件)

rei00 です。

お礼拝見しました。

> ただ超音波の参考物件は以外と無く苦慮致しております。
 そうですね。特に日本語のものとなると,いくつか総説があるだけで,成書は先のものだけだと思います。その意味で,MiJun さんがお示しの参考 URL サイトは分りやすいかと思います。

> これはキャビテーション効果によっての温度上昇なのでしょうか?
> それともそれ以外(水がHラジカルとOHラジカルの遊離する際に発生する?)
> の反応に伴う発熱なのでしょうか?
 キャビテーションによる温度上昇だと思います。HラジカルやOH
ラジカルの方が水よりも高エネルギー状態ですので,水がHラジカルとOHラジカルの遊離する反応は吸熱反応であり,発熱反応にはなりません。
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この回答へのお礼

早速のご返事ありがとうございます。
これからも、種々アドバイスお願い致します。

お礼日時:2001/10/11 11:39

 素人とお書きになってられますが,24jikan さんがどの程度の素人なのかがわからないので,回答しづらいのですが。



 まづは MiJun さんお示しのペ-ジや「有機化学」の教科書をご覧になって,もう少し的を絞った質問をされる方が望みの回答が得られると思います。

 「超音波反応(ソノケミストリー)」に関しての日本語の成書は,MiJun さんお示しのペ-ジにもある「超音波有機合成 基礎から応用例まで」(S.V. Ley, C.M.R. Low 著;岩崎成男,小川祐司 訳;シュプリンガー・フェラーク東京,1991)だけだと思います。

 「長時間超音波を照射しつづけるとその溶液の温度は上がるのでしょうか?」ですが,これは上がります。長時間でなくとも,10分ぐらい超音波洗浄器を付けておくだけで温かくなります(特に中心部分は)。
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この回答へのお礼

すみません。素人がこのようなテーマにとりつかれるとピンぼけの質問になりまして。
ありがとうございます。ラジカルに関しましては、皆さんが言われるように有機化学の本をかじっております。
ただ超音波の参考物件は以外と無く苦慮致しております。
ところで、ご存知でありましたら教えて欲しいのですが、超音波照射を行うと、温度が上がりますが、これはキャビテーション効果によっての温度上昇なのでしょうか?それともそれ以外(水がHラジカルとOHラジカルの遊離する際に発生する?)の反応に伴う発熱なのでしょうか?
超音波のエネルギーはかなりのエネルギーがあると思うのですが、それらが化学反応(化学結合)にどのような影響を与えているか?と言う事を求めているのですが?やはり、素人には難しい問題です。

お礼日時:2001/10/10 20:27

ラジカルとは.最外殻電子の電子対が満たされず1個の電子の状態にある物質


ラジカル反応の特徴 大体9個の反応にまとめることができますが.現実には何が起こっているのか.どのような反応になるのか.まったく予想が立たない高速の反応で.反応が高速のために爆発に近い状態にある。中間体の状態によって蛍光または燐光を発する。

>長時間超音波を照射しつづけるとその溶液の温度は上がるのでしょうか?
あがります。

なお.超音波の関係した有機合成は私が関係していた頃.ちょうど誰かが発見して.変わった反応が作れるというので.化学の先生が研究を始めた頃であり.内容かかなり古いので.当てになりません。
ラジカルやラジカル反応については.有機合成化学や石油石炭の話でも読めばいくらでも書いてあるはずです。

>数千度に達する高温が気泡内に発生する
ので.分子が励起状態になり.部分的に解離が起こってラジカルの生成につながるのでしょう。私が関係していた頃は.「なぜかラジカルが生成する」頃の話で.部分的高温の発生については誰も気がついていなかったようです。
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この回答へのお礼

元々が商学部の出身であるのに俄にケミカルに取りつかれるとこのように迷ってしまうわけです。
誠に申し訳ありません。
再度、勉強して出直します。
これに懲りずにアドバイスお願い致します。

お礼日時:2001/10/10 20:00

以下の参考URLサイトは参考になりますでしょうか?


「ソノケミストリー」
参照文献の記載もあります。

http://www.toray-research.co.jp/report/electro/s …
(ポリシラン類の合成と応用の新展開)

これ以外にもネット検索されると沢山Hitします。
「ラジカル」に関してもネット検索されるか、図書館で化学の基礎あるいは高分子化学の合成関連の成書を探してみてください。

文献はデータベースを利用して検索された方が速いと思います。

補足お願いします。

参考URL:http://www.ieice.or.jp/jpn/books/kaishikiji/1999 …
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この回答へのお礼

ありがとうございます。

お礼日時:2001/10/10 20:08

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>直線ですが、45cmくらいのものを8枚くらい切りたいと思っています。
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No.2です。
>直線ですが、45cmくらいのものを8枚くらい切りたいと思っています。
>また今回のみの用途です。
 となるとPカッターも難しい、もっと長ければよいのですが45mmの長さとなると面倒くさい。
 8枚ともなると超音波カッターもダメ。ちょっと端を切り落とす程度なら・・
 

 厚さが3mmある帯状のものだとして、それを切るのが簡単なのは、パイプソー( https://www.google.com/search?hl=ja&q=%E3%83%91%E3%82%A4%E3%83%97%E3%82%BD%E3%83%BC&gws_rd=ssl&tbm=isch )ですね。
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超音波包丁というから、なんとなく刃物のイメージでとらえるのでしょうけど、あれは糸です。

それもすべすべではなく多少摩擦のある糸です。
それをぷるぷる震わせながら触らせることで、ケーキや果実の組織に、移動しながら食い込むんです。
まさつが生じます。が、片方向に動くのではなくいったりきたりしますから、くずれることなく割れていくのです。

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超音波の事でお聞きしたいのですが、超音波は壁など障害物などを貫通してしまうのですか?超音波を通さない物などあるのですか?超音波を吸収する物などありますか?分かる方お願いします。

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こんにちは。
 超音波について、どの程度の知識をお持ちかわからないのですが、次のような答えはいかがでしょう。

 まず、他の方も答えておられるとおり、超音波も所詮は「物の振動」・「音」であり、特に「何でも貫通する」わけではありません。

 ご存知かと思いますが、「音」は、空気の振動です。茶碗をたたくとその衝撃で茶碗が微妙に広がったり縮んだり振動し、その周りの空気を押したり引っ張ったりするため、押された空気は濃く(圧力が高く)、引っ張られた空気は薄く(圧力が低く)なり、そのムラが広がって耳の鼓膜に届くと、圧力の高いときは鼓膜が押され、低いときは引っ張られて振動し、その先についた神経を刺激して「ちーん」と感じます。

この濃い・薄いの振動の速さ(周波数)が、1秒に100回くらいだと「どーん」と低い音に聞こえ、1秒に10000回くらいだと「ちーん」と高い音に聞こえますが、人間の耳では1秒に20000回を超えると感じることができなく(聞こえなく)なります。これが「超音波」ですので、基本的にはただの振動・音であり、夢のように透過力が強いわけではありません。
(なお、音波である超音波は、電気と磁気の相互作用である電磁波(電波)とは周波数に係わらず無関係ですので混乱しないようにしましょう)

 空気のムラである音は、硬い壁でさえぎられますが、壁もあまり頑丈でなければ圧力に応じて微妙に変形(振動)するので、「壁の向こうの音も漏れて聞こえる」ことになります。しかし、むしろ、壁の向こうの音が「もごもご」と低く聞こえることからもわかるとおり、壁は通常、高い音ほど透過力が小さく、超音波は透過力が極めて小さいとも言えます。

 しかし、一方で、超音波は、「超音波断層撮影」として内臓の透視に使われたり、体内の結石を破壊したりするのに使われ、このために、「超音波は何でも透過する」とお考えになっているのではないでしょうか。事実、硬い壁に比べて、一般に柔らかな物は振動を通しにくい中で、水や人体が振動速度がある程度速い高い音のほうが多少は透過しやすいのは事実です。
 しかしながら、超音波が応用されやすい大きな理由は、「ビームを絞りやすい」(指向性をつけて小さな範囲に音を集中させやすい)ので、体内や地下の構造がこまかく見えやすく、結石等の目標に正確に衝撃を与えやすいことのようです。
 その他、これら応用では、大きなエネルギー(音量)を使うので、人間が聞こえるような音を使うと、うるさくてかなわない(おなかの赤ちゃんの耳にも悪い)という理由も馬鹿にはなりません。
(ついでに、極端ですが、真空では、いかなる振動も音も伝わりませんね。)

さて、ご質問の答えになっているでしょうか。
お役に立てば幸いです。

こんにちは。
 超音波について、どの程度の知識をお持ちかわからないのですが、次のような答えはいかがでしょう。

 まず、他の方も答えておられるとおり、超音波も所詮は「物の振動」・「音」であり、特に「何でも貫通する」わけではありません。

 ご存知かと思いますが、「音」は、空気の振動です。茶碗をたたくとその衝撃で茶碗が微妙に広がったり縮んだり振動し、その周りの空気を押したり引っ張ったりするため、押された空気は濃く(圧力が高く)、引っ張られた空気は薄く(圧力が低く)なり、その...続きを読む

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Q超音波洗浄機に液体窒素を入れたらどうなるでしょうか

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変な質問で大変恐縮ですが、宜しくお願い致します

以上

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超音波洗浄機程度のエネルギーで樹脂が破壊されることはありません。
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落として割れるのは居部的に衝撃が加わるからであって、液体中でエネルギーが均等に加わっても大した破壊力にはなりません。
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Qラジカル停止反応

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教えてください!
本を読んでもよくわからないのです!

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 ラジカル反応が連鎖反応なのは御存知でしょうか。この連鎖反応を停止させる反応が「停止反応」です。

 メタン(CH4)と塩素(Cl2)との反応を例にとって具体的に説明してみましょう。

【開始(Initiation)】
 光又は熱によって Cl-Cl 結合が開裂して塩素ラジカル(Cl・)ができます。

  Cl2 → 2Cl・

【伝搬(成長)(Propagation)】
 できた塩素ラジカル(Cl・)がメタン(CH4)と反応して塩化水素(HCl)とメチルラジカル(CH3・)ができます。

  Cl・ + CH4 → HCl + CH3・

 できたメチルラジカル(CH3・)が塩素(Cl2)と反応して塩化メチル(CH3-Cl)を生成すると共に塩素ラジカル(Cl・)を再生します。

  CH3・ + Cl2 → CH3-Cl + Cl・

 ここでできた塩素ラジカル(Cl・)は上記の様にメタン(CH4)と反応します。結果,この過程が繰り返されて反応がどんどん進みます。

【停止(Termination)】
 ラジカル種(Cl・ や CH3・)は他のメタン(CH4)や塩素(Cl2)に比べると非常に量は少ないですが,ラジカル同士が衝突して反応する事があります。そうすると,上記の伝搬(成長)を行なっていたラジカルが無くなってしまい反応が止まってしまいます。

  Cl・ + Cl・ → Cl2
  Cl・ + CH3・ → CH3-Cl
  CH3・ + CH3・ → CH3-CH3

 この様なラジカル反応が止まってしまう反応(ラジカル同士が反応してラジカルが消滅する反応)を「停止反応」と言います。

 細かい事を言うと,容器との反応や水や空気中の酸素等との反応など,目的の反応を起こさない別のラジカル種が生成する反応(例えば水と反応すると H・ や HO・ が生じます。イオンはできません)も停止反応ですが,一般には上記の反応だけで良いと思います。

 ラジカル反応が連鎖反応なのは御存知でしょうか。この連鎖反応を停止させる反応が「停止反応」です。

 メタン(CH4)と塩素(Cl2)との反応を例にとって具体的に説明してみましょう。

【開始(Initiation)】
 光又は熱によって Cl-Cl 結合が開裂して塩素ラジカル(Cl・)ができます。

  Cl2 → 2Cl・

【伝搬(成長)(Propagation)】
 できた塩素ラジカル(Cl・)がメタン(CH4)と反応して塩化水素(HCl)とメチルラジカル(CH3・)ができます。

  Cl・ + CH4 → HCl + CH3・

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