Предложено несколько механизмов воздействия ультразвука на хим. реакции. По тепловой теории в момент схлопывания кавитационного пузырька внутри него развиваются температура 104 К и давление до 103 МПа, что приводит к термической диссоциации химического соединения на радикалы.

Однако к настоящему времени обнаружено много экспериментальных факторов, которые противоречат тепловой теории и различным ее модификациям. Ранние электрические теории, предложенные для объяснения механизма хим. действия кавитации, также нельзя считать удовлетворительными. В наибольше мере соответствующей экспериментальным данным можно считать новую электрическую теорию, разработанную в 1985. В этой теории рассматривается двойной электрический слой на поверхности расщепляющегося кавитационного пузырька. Показано, что при его расщеплении образуется некомпенсированный электрический заряд который зависит от радиуса шейки (г) образующегося пузырька, дзета-потенциал а (см. Электрокинетические явления), частоты и амплитуды акустических колебаний, электропроводности жидкости и т.д. При отрыве осколочного пузырька некомпенсируемый заряд локализуется на малой площадке радиуса r. Напряженность возникающего электрического поля (- диэлектрическая проницаемость газа), для обычных экспериментальных параметров В/м. T. к. критическая напряженность для электрического пробоя в сухом воздухе при атмосферном давлении Eкr = 3·106 В/м, а Екр пропорциональна давлению газа, электрический заряд в кавитационном пузырьке может образовываться с высокой вероятностью даже при давлениях, значительно превышающих атмосферное.

Хим. реакции, возникающие в жидкости под действием У. (звукохимической реакции), можно условно подразделить на: 1) окислительно-восстановительной реакции, протекающие в водных растворах между растворенными веществами и продуктами разложения молекул воды внутри кавитационного пузырька (H, ОН, H2, H2O2), напр.:

2) Реакции между растворенными газами и веществами с высоким давлением пара, находящимися внутри кавитационного пузырька:

3) Цепные реакции, инициируемые не радикальными продуктами разложения воды, а к.-л. другим веществом, диссоциирующимся в кавитационном пузырьке, например, изомеризация малеиновой кислоты в фумаровую под действием Br, образующегося в результате звукохимической диссоциации Br2.

4) Реакции с участием макромолекул. Для этих реакций важна не только кавитация и связанные с нею ударные волны и кумулятивные струи, но и мех. силы, расщепляющие молекулы. Образующиеся при этом макрорадикалы в присутствии мономера способны инициировать полимеризацию.

5) Инициирование взрыва в жидких и твердых взрывчатых веществах.

6) Реакции в жидких неводных системах, например, пиролиз и окисление углеводородов, окисление альдегидов и спиртов, алкилирование ароматич. соединений, получение тиоамидов и тио-карбаматов, синтез металлоорганические соед., восстановление гидридами, металлами, амальгамами, р-ции обмена галогенпроизводных, циклоприсоединение, получение и р-ции перфгорал-кильных соед., карбеновые синтезы, димеризация, олигомеризация и полимеризация галогенсиланов и галоген-станнанов, диссоциация карбонилов металлов и замещение лигандов в комплексных соед., синтез нитрилов, альдольная конденсация кетонов, конденсация Клайзена-Шмидта, перегруппировка Клайзена и др.

Основная энергетическая характеристика звукохимической реакции - энергетический выход, который выражается числом молекул продукта, образовавшихся при затрате 100 эВ поглощенной энергии. Энергетический выход продуктов окислительно-восстановительных реакций обычно не превышает нескольких единиц, а для цепных реакций достигает нескольких тысяч.

Под действием У. во мн. реакциях возможно увеличение скорости в несколько раз (напр., в реакциях гидрирования, изомеризации, окисления и др.), иногда одновременно возрастает и выход. Обнаружено, изменение параметров Белоусова—Жаботинского реакции; инициирование колебательных процессов в некоторых системах, содержащих диалкилдихлорсиланы, которые в присутствии Na образуют циклический и линейные олигомеры: в этих системах под действием ультразвука возникает периодические изменение концентрации олигомеров в результате их взаимного превращения.

Воздействие ультразвука важно учитывать при разработке и проведении различных технологических процессов (напр., при воздействии на воду, в которой растворен воздух, образуются оксиды азота и H2O2), для понимания процессов, сопровождающих поглощение звука в средах.