Kimyada, sonokimya çalışması, sıvıdaki akustik kavitasyonun oluşturulmasında ultrason etkisinin anlaşılmasıyla ve bu da çözeltideki kimyasal aktivitenin başlatılması ya da arttırılması ile ilgilidir. Bu nedenle ultrasonun kimyasal etkileri, ultrasonik ses dalgasının çözeltideki moleküllerle doğrudan etkileşiminden gelmez. Bunun en basit açıklaması, ultrasonik frekansta sıvı yoluyla iletilen ses dalgalarının, molekül içindeki atomlar arasındaki bağ uzunluğundan çok daha uzun olan bir dalga boyuyla bunu yapmasıdır. Bu nedenle, ses dalgası bağın titreşim enerjisini etkileyemez ve bu nedenle bir molekülün iç enerjisini doğrudan artırabilir. Bunun yerine, sonokimyasal akustik kavitasyona bağlı olarak ortaya çıkar: kabarcıkların oluşumu, büyümesi ve kabarcıkların bir sıvıda çökmesi. Bu kabarcıkların çökmesi, neredeyse adiyabatik bir işlemdir ve böylece kabarcık içinde yoğun bir şekilde enerji birikimine neden olur; bu da sonike sıvı mikroskobik bir bölgede aşırı yüksek sıcaklık ve basınçlara neden olur. Yüksek sıcaklık ve basınçlar, kabarcıkların hızla patladığı ya da kabarcıkların hemen çevresindeki herhangi bir maddenin kimyasal uyarılmasıyla sonuçlanır. Sonolüminesans, birincil ve ikincil radikal reaksiyonlarının oluşması nedeniyle çözeltideki kimyasal aktivitenin artması ve kimyasal dayanıklılığın artırılması da dahil olmak üzere akustik kavitasyonun geniş bir yelpazesi, daha da yayılabilir yeni, nispeten istikrarlı kimyasal türlerin oluşturulması yoluyla kimyasal aktiviteyi artırır Kimyasal etkiler yaratma çözümü (örneğin, suyun ultrasona maruz kaldıklarında çökmekte olan baloncuklar içindeki su buharı ayrışmasının ardından oluşan iki hidroksil radikal kombinasyonundan hidrojen peroksit oluşumu.
Sıvılardan geçen sonik dalgaların etkisi ilk olarak 1927’de Robert Williams Wood (1868-1955) ve Alfred Lee Loomis (1887-1975) tarafından rapor edildi. Deney, sonik dalgaların “nüfuz etmesi” için aldığı enerjinin frekansı ile ilgiliydi “Su bariyeri. Sesin suda daha hızlı seyahat ettiği sonucuna vardı, ancak suyun yoğunluğu dünyamızın atmosfere kıyasla sonik dalgaların suya dökülmesi son derece zordu. Bir sürü araştırma yaptıktan sonra, sese ses yaymanın en iyi yolunun, ses ile aynı zamanda yapılmış kabarcıkları yaratarak suya yüksek sesler çıkarması olduğuna karar verdiler. Sesin suya girmesinin daha kolay yollarından biri sanki haykırıyor gibiydi. Ancak karşılaştıkları başka bir yol, daha düşük frekanslı dalgaların kabarcık duvarlarına nüfuz etmesi ve kabarcığın çevresindeki suya erişmesi için geçen süreye oranıydı ve daha sonra bu noktadan diğer ucundaki noktaya ulaşıldı. Suyun cesedi. Ancak bu makalenin devrimci fikirlerine rağmen çoğunlukla fark edilmeden kaldı. Sonokimya, 1980’li yıllarda, yüksek yoğunluklu ultrason ile ucuz ve güvenilir jeneratörlerin ortaya çıkışı ile bir rönesans yaşamıştır.
Yüksek yoğunluklu ses veya ultrason ile ışınlama üzerine genellikle akustik kavitasyon oluşur. Kavitasyon – ses ile ışınlanan kabarcıkların oluşumu, büyümesi ve patlamanın çökmesi – sonokimya ve sonolüminesans için itici güçtür. Sıvılarda kabarcık çökmesi, sıvı hareketin kinetik enerjisinin kabarcık içeriğinin ısıtılmasından dönüştürülmesiyle büyük miktarda enerji üretir. Kavitasyon esnasında kabarcıkların sıkıştırılması termal transporta göre daha hızlıdır, bu da kısa ömürlü bir lokalize sıcak nokta üretir. Deneysel sonuçlar, bu kabarcıkların 5000 K civarında sıcaklıklara, yaklaşık 1000 atm basınçlara ve 1010 K / s’nin üzerindeki ısıtma ve soğutma hızlarına sahip olduğunu göstermiştir. Bu kavitasyonlar, aksi takdirde soğuk sıvılarda aşırı fiziksel ve kimyasal koşullar yaratabilir.
Katıları içeren sıvılarla, benzer olaylar ultrasona maruz kalma ile ortaya çıkabilir. Kavitasyon, genişletilmiş katı bir yüzeyin yakınında oluştuğunda boşluk çökmesi, kürecik değildir ve yüksek hızlı sıvı jetlerini yüzeye sürer. Bu jetler ve buna bağlı şok dalgaları şimdi yüksek derecede ısınmış yüzeye zarar verebilir. Sıvı tozu süspansiyonları, yüksek hızlardaki parçacıklar arası çarpışmalar üretir. Bu çarpışmalar yüzey morfolojisini, bileşimini ve reaktivitesini değiştirebilir.
Sonokimyasal reaksiyonların üç sınıfı vardır: sıvıların homojen sonokimyası, sıvı-sıvı veya katı-sıvı sistemlerin heterojen sonokimyası ve yukarıda belirtilen sonokatalizeyle örtüşen Sonolüminesans tipik olarak homojen sonokimyanın özel bir hali olarak görülür. Reaksiyonların ultrason ile kimyasal olarak zenginleştirilmesi araştırılmış ve karışık faz sentezi, materyal kimyası ve biyomedikal kullanım alanlarında faydalı uygulamalar bulunmaktadır. Kavitasyon yalnızca sıvılarda oluşabileceğinden, katıların ultrasonik ışınlamasında kimyasal reaksiyonlar görülmez.