Što je reakcija čvrstog stanja?

Reakcija u čvrstom stanju, također nazvana reakcija suhog medija ili reakcija bez otapala, kemijska je reakcija u kojoj se otapala ne koriste. U normalnoj reakciji, reakcijska sredstva, također nazvana reaktanti, stavljaju se u otapalo prije nego što se reakcija može odvijati. Ti reaktanti reagiraju i tvore novu tvar. Nakon što je reakcija završena, znanstvenici su u mogućnosti ukloniti novi proizvod iz otapala. Reakcija u čvrstom stanju, međutim, omogućuje reaktantima kemijsku reakciju bez prisutnosti otapala.

Prednosti reakcija u čvrstom stanju mreškaju se kroz mnoge industrije. To je važno za ekonomiju jer eliminacija otapala znači da će proizvodi koštati manje. To će zauzvrat učiniti te proizvode jeftinijim za kupnju. Uz normalne reakcije, znanstvenici trebaju ukloniti zaostalo otapalo iz rezultirajućeg proizvoda nakon što reakcija završi. Proizvodnja materijala iz reakcije u čvrstom stanju značit će da znanstvenici mogu zaobići proces pročišćavanja.

Uklanjanje otapala iz reakcije znači da reakcija u čvrstom stanju proizvodi više proizvoda nego što može normalna reakcija. Također je ekološki prihvatljiviji. Budući da nema otapala, nema otpada koji bi se eliminirao na kraju reakcije.

Primjer reakcije čvrstog stanja koja revolucionira druge industrije je razvoj katalizatora koji se može reciklirati. Ovaj katalizator se može potpuno ukloniti i ponovno upotrijebiti na kraju reakcije. Katalizator se prvo otapa u reaktantima. Nakon što se reaktanti uvedu jedan u drugi, katalizator se polako taloži u ljepljivu krutinu. Reaktanti mogu u potpunosti reagirati jedni s drugima, a katalizator se odvaja od nastalih proizvoda i može se odvojiti i reciklirati.

Postoji nekoliko uvjeta pod kojima se ova vrsta reakcije može odvijati. Tehnike pećnice koriste visoke temperature za poticanje reakcija bez otapala. U tehnici taljenja, reaktanti se zajedno tope. Otopljeni reaktanti međusobno djeluju u tekućem stanju i postaju pasta koja se zatim stvrdne u krutinu. Neki reaktanti su vrlo reaktivni u prisutnosti plina. Stoga znanstvenici izlažu tvar struji reaktivnog plina. Taj se proces naziva plinska reakcija.

Iako postoje mnoge prednosti razvoja reakcija u čvrstom stanju, postoje i mnoge nedostatke. Idealan proces trebao bi rezultirati homogenom ili jednolikom tvari, a neke reakcije u čvrstom stanju ne. Osim toga, ove reakcije su, iz očitih razloga, beskorisne za reakcije koje zahtijevaju otapala.