Kiinteäfaasireaktiot

Kiinteäfaasireaktiot ovat kemiallisia reaktioita, joissa kaikki reagoivat aineet ja tuotteet ovat kiinteässä olomuodossa. Nämä reaktiot tapahtuvat ilman liuottimen läsnäoloa, mikä erottaa ne homogeenisista ja heterogeenisista reaktioista, joissa ainakin yksi aine on nestemäisessä tai kaasumaisessa muodossa. Kiinteäfaasireaktioiden nopeus on usein hitaampi kuin vastaavien reaktioiden liuoksessa, koska reagoivien hiukkasten liikkuminen ja törmäily on rajoitetumpaa kiinteässä aineessa.

Yleisiä mekanismeja kiinteäfaasireaktioissa ovat diffuusio kiinteän aineen sisällä, reaktio kiinteiden partikkelien rajapinnoilla ja pinnan adsorptio. Reaktiot voivat tapahtua suoraan kahden kiinteän aineen välillä, tai ne voivat edellyttää kiinteän aineen hajoamista tai muuntumista ennen reaktiota. Esimerkkejä kiinteäfaasireaktioista ovat metallien hapettuminen, polttoaineiden palaminen (esim. hiili) ja erilaisten kiinteiden materiaalien valmistus korkeassa lämpötilassa, kuten keramiikan sintraus.

Kiinteäfaasireaktioiden tutkimus on tärkeää monilla teollisuudenaloilla, kuten materiaalitekniikassa, kemia- ja lääketeollisuudessa. Niiden hallinta mahdollistaa uusien materiaalien kehittämisen ja olemassa olevien prosessien optimoinnin. Esimerkiksi kiinteäfaasireaktioita hyödynnetään lääkkeiden valmistuksessa ja puolijohdeteollisuudessa. Yksi merkittävä haaste kiinteäfaasireaktioissa on reaktion tehokkuuden ja tuotteen tasalaatuisuuden varmistaminen.