Stabilitatea termodinamică și cinetică a substanțelor

Stabilitatea termodinamică a unei substanțe este o măsură a posibilității de formare a acestei substanțe sau de transformarea acesteia în alte substanțe în anumite condiții, dacă sistemul a ajuns la echilibru. Stabilitatea cinetică a unei substanțe se referă la viteza la care se pot produce transformări care conduc la echilibru.







Factorul electrostatic contribuie la crearea forțelor electrostatice respingătoare, crescând cu creșterea potențialului de suprafață al particulelor și, în special, # 950; - potențialul.

Factorul de adsorbție-solvat se datorează unei scăderi solvatării suprafeței particulelor. Suprafața particulelor este, în acest caz, o lipidă prin natura sau datorită adsorbției stabilizatorilor non-electroliți. Astfel de sisteme pot fi stabile în mod agregativ chiar și în absența unui potențial pe suprafața particulelor. Sistemele lyofilizate liofilizate pot fi adsorbite pe suprafața lor prin molecule cu care interacționează mediul lor. Acest agent tensioactiv, DIU și, în cazul emulsiilor, pulberi fine, umectate de mediu. Adsorbția unor astfel de substanțe este însoțită de solvația și orientarea moleculelor în conformitate cu polaritatea fazelor de contact (regula lui Rehbinder). Adsorbția agentului tensioactiv duce la o scădere a energiei de suprafață a lui Gibbs și, prin urmare, la o creștere a stabilității termodinamice a sistemului

Factorul de entropie joacă un rol special în sistemele cu particule mici, deoarece particulele fazei dispersate sunt distribuite uniform pe volumul sistemului datorită mișcării browniene. Ca urmare, crește atitudinea sistemului (haosul său este mai mic dacă particulele sunt sub forma unui sediment la fundul vasului), ca urmare, și entropia sa crește. Aceasta duce la o creștere a stabilității termodinamice a sistemului, obținută prin reducerea energiei totale Gibbs. Într-adevăr, dacă într-un proces DS> 0, atunci conform ecuației DG = DH-TDS, un astfel de proces are loc cu o scădere a DG de energie Gibbs <0.

Factorul structural-mecanic de stabilitate apare atunci când adsorbția surfactanților și IUS pe suprafața particulelor, care conduc la formarea straturilor de adsorbție care au proprietăți structurale și mecanice crescute. Aceste substanțe includ: surfactanți cu lanț lung, majoritatea DIU, de exemplu, gelatină, cazeină, proteine, săpunuri, rășini. Concentrându-se pe suprafața particulelor, ele pot forma un film asemănător gelului. Aceste straturi de adsorbție sunt, ca atare, o barieră în abordarea particulelor și agregarea lor. Reducerea simultană a tensiunii de suprafață în acest caz conduce la faptul că acest factor devine universal pentru stabilizarea tuturor sistemelor de dispersie.

factor de stabilitate hidrodinamică este prezentat în medii de dispersie foarte vâscos și dens în care viteza particulelor fazei disperse este scăzută, iar energia cinetică nu este suficientă pentru a depăși bariera chiar mic potențial repulsiv.

50 (13) Cataliză (omogenă, eterogenă, enzimatică). Catalysis (distrugere) - accelerarea selectivă a uneia dintre direcțiile posibile permise termodinamic reacții chimice sub influența catalizatorului (e), care vine în mod repetat în interacțiune chimică intermediară cu participanții la reacție și își recapătă compoziția chimică a acestuia, după fiecare ciclu de interacțiuni chimice intermediare. Fenomenul Catalysis comun în natură (cele mai multe procese în organismele vii, sunt catalitice) și este utilizat pe scară largă în domeniu (în industria de rafinare a petrolului și petrochimică, în producția de acid sulfuric, amoniac, acid azotic, etc.). Majoritatea reacțiilor industriale sunt catalitice. Catalizatorul modifică mecanismul de reacție într-o măsură mai favorabilă din punct de vedere energetic, adică reduce energia de activare. Catalizatorul formează un intermediar cu o moleculă a unuia dintre reactivi, în care legăturile chimice sunt slăbite. Aceasta facilitează reacția cu al doilea reactiv. Este important de menționat că catalizatorii accelerează reacțiile reversibile atât în ​​direcția înainte cât și în cea inversă. Prin urmare, ele nu schimbă echilibrul chimic. În ceea ce privește efectul asupra vitezei de reacție a catalizei, multe surse sunt împărțite în pozitive (creșteri ale ratei de reacție) și negative (scăderea ratei de reacție). În ultimul caz, apare un proces de inhibare care nu poate fi considerat "cataliză negativă", deoarece inhibitorul este consumat în timpul reacției. Cataliza este omogenă și eterogenă (contact). În cataliză omogenă, catalizatorul este în aceeași fază ca reactivii de reacție, în timp ce catalizatorii heterogeni diferă în fază. Omogene: Un exemplu de cataliză omogenă este descompunerea peroxidului de hidrogen în prezența ionilor de iod. Reacția are loc în două etape: H2O2 + I → H20 + IO; H2 O2 + IO → H2O + O2 + I în cataliză omogenă acțiunea catalizatorului se datorează faptului că acesta reacționează cu reactanți pentru a forma intermediari, acest lucru duce la o reducere a energiei de activare. Cataliză heterogenă. In proces eterogen de accelerare cataliză are loc, de obicei, pe suprafața corpului solid - catalizator, activitatea catalizatorului, prin urmare, depinde de mărimea și proprietățile suprafeței sale. În practică, catalizatorul este aplicat de obicei la un suport poros solid. Mecanismul de cataliză eterogenă este mai complex decât cel al unei omogene. Mecanismul de cataliză eterogenă include cinci etape, toate fiind reversibile. Difuzia reactantilor la suprafața de adsorbție 1.Physical solide pe site-urile active o suprafață solidă și apoi reacționând moleculele le chemiosorpție. 2. Reacția chimică dintre moleculele reactive produse 3.Desorbtsiya 4.Diffuziya de la suprafața catalizatorului produs din suprafața catalizatorului în fluxul general. Un exemplu de cataliză eterogenă este oxidarea SO2 în S03 pe un catalizator V2O5 în producerea de acid sulfuric (metoda de contact). în timpul reacției este la suprafața catalizatorului poate fi demonstrată printr-un experiment în care o placă de platină a fost încălzit în flacăra unei flăcări arzător cu gaz este apoi stins cu placa și a permis curentul de gaz de la arzător, în care placa fierbinte se încălzește din nou - oxidarea metanului are loc pe suprafața metalică







Cataliza enzimatică (biocataliză), accelerarea biochimiei. r-tion cu participarea macromoleculelor de proteine, numite enzime (enzime). FK este un fel de cataliză, deși termenul de "fermentație" (fermentație) este cunoscut din cele mai vechi timpuri, când nu exista încă conceptul de chimie. cataliza. Cataliza enzimatică joacă un rol imens în viața organismelor. Datorită enzimelor din organism la o temperatură de 36-37 0 C, se formează rapid toate substanțele necesare. Deci, în sistemul digestiv datorita enzimelor (amilaza, maltoză, pepsină, tripsină și altele.) Toate substanțele nutritive - proteine, grăsimi și carbohidrați sunt transformate în produse mai simple, ușor de absorbit de către organism. Cataliza enzimatică este utilizată pe scară largă în produsele alimentare. Aici, rolul principal este jucat de procese de fermentație în care compoziția chimică este rezultatul activității vitale a anumitor microorganisme - drojdie, mucegai sau bacterii înrudite. Principiul activ în aceste cazuri este diversele enzime produse de aceste microorganisme. Alcoolul etilic este obținut din hexoză de C6H12O6 cu ajutorul enzimelor conținute în drojdie. Cu ajutorul altor microorganisme se efectuează acid acetic, lactic, acid citric și alte tipuri de fermentație. Datorită catalizării enzimatice, se obțin produse valoroase cum ar fi acetonă și butanol.

51 (14) Soluții și amestecuri. Amestec este un sistem fizico-chimic, care constă din doi sau mai mulți compuși chimici (componenta). Este descrisă prin compoziția amestecului (raportul cantitativ și calitativ al conținutului componentelor). În amestec, materiile prime sunt incluse neschimbate. În acest caz, deseori materiile prime devin nerecunoscute, deoarece amestecul prezintă alte proprietăți fizice în comparație cu fiecare materie primă izolată. Cu toate acestea, atunci când amestecul nu are loc, nu există nicio substanță nouă. Calitățile specifice ale amestecului, de exemplu, densitatea, punctul de fierbere sau culoarea, depind de raportul de amestecare (raportul de masă). Un amestec de două metale, obținut prin amestecarea topiturilor, se numește aliaj. Într-o altă legătură, vorbesc despre un conglomerat. Soluțiile coloidale se află la mijloc între amestecurile omogene și eterogene. În aceste lichide sunt amestecate particule solide, fiecare dintre ele constituind dintr-un număr mic de molecule. Prin urmare, un astfel de amestec se comportă ca o soluție. Dacă doriți să împărțiți amestecul în substanțe pure, utilizați câteva calități fizice. Aceasta are ca rezultat alegerea metodei de separare corespunzătoare. Diferitele tipuri de amestecuri pot fi clasificate în două grupe: Amestecurile heterogene nu sunt complet amestecate, deoarece substanțele pure există în faze clar delimitate, adică sunt materiale multifazice. Amestecurile omogene sunt la nivel molecular amestecate cu substanțe pure, adică materiale monofazate. Amestecurile omogene sunt împărțite în stare agregată în trei grupe: amestecuri de gaze; soluții; soluții solide. Amestecurile heterogene de două substanțe pot fi împărțite prin stări agregate în următoarele grupuri:

O măsură care indică proporția de substanțe dintr-un amestec este concentrația. Există diferite metode de separare a amestecurilor. Pentru gaze, aceste metode se bazează pe diferența de viteze sau mase ale moleculelor de substanțe care intră în amestec. 1. Metodele de bază pentru substanțele de eterogene amestec (heterogen) de izolare: sedimentare, filtrare, printr-un magnet 2. Metodele de bază pentru substanțele de izolare uniformă (omogenă) amestec de: evaporare, cristalizare, distilare, cromatografie.

Sisteme multicomponente; soluții.







Articole similare

Pagina anterioară

Pagina următoare

Trimiteți-le prietenilor: