Les ultrasons en procédés polyphasiques: transfert Gaz-Liquide ...

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Les ultrasons
La fausse sonochimie : les ultrasons par leurs effets sur le transfert de
matière peuvent accélérer un grand nombre de réactions comme les réactions
polyphasiques. Cela concerne les effets mécaniques de la sonication.
La vraie sonochimie découle des effets de la cavitation homogène, tandis que la
fausse principalement de la cavitation hétérogène. Cependant les deux sonochimies
peuvent coexister. D’une manière évidente, la vraie sonochimie est le domaine de
prédilection de la chimie de synthèse, quant à la fausse c’est celui du génie des
procédés. Il existe de nombreux exemples de réactions sonochimiques dans la
littérature et de nombreux livres ou reviews donnent un aperçu général de la
sonochimie [Mason, 1999, Ashokkumar, 1999, Loupy, 1996, Bouziane 1995, Suslick,
1994, Luche, 1994, Contamine 1993, Ratoarinoro, 1992…]. Illustrons ce propos avec
quelques exemples de réactions sonochimiques types dans les différentes
configurations que nous venons de voir. Ces exemples proviennent des auteurs cités
précédemment.
Homogène :
En absence de réactifs, la sonolyse de solvants conduit à l’apparition de
nouvelles espèces. La sonolyse de l’eau permet de produire entre autres de l’eau
oxygénée et du dihydrogène, la sonication d’une solution contenant de l’azote et de
l’hydrogène conduit à la formation d’ammoniaque. La sonolyse d’hydrocarbures
produit le même type de molécules que sa pyrolyse : du dihydrogène du méthane et
de grandes quantités d’acétylène (C2H2) ce qui s’explique par la stabilité de cette
molécule à haute température.
Solide-liquide :
Solide friable : c’est le cas des solides inorganiques comme par exemple les
hydroxydes, les alkoxydes, les hydrures et les complexes des métaux de transition. On
citera les réactions d’alkylation, par exemple celle d’amines secondaires avec agent de
transfert de phase, la synthèse de cyanures d’alkoyles, l’alkylation de l’indole, les
benzylations d’amines, les condensations aldoliques en catalyse par transfert de
phase….
Solide dur : on pourra citer les oxydations d’alcool, réduction d’halogénures
aromatiques, oxymercuration d’oléfines, benzylations sélectives d’alcools, alkylation de
phénol, réactions de Friedel-Crafts.