Термодинамічна стійкість речовини є мірою можливості освіти цієї речовини або перетворення його в інші речовини при певних умовах, якщо система досягла рівноваги. Кінетична стійкість речовини відноситься до швидкості, з якою можуть відбуватися перетворення, що ведуть до досягнення рівноваги.
Електростатіческійфактор сприяє створенню електростатичних сил відштовхування, зростаючих при збільшенні поверхневого потенціалу частинок, і особливо # 950; - потенціалу.
Адсорбционно-сольватний фактор обумовлений зменшенням в результаті сольватації поверхні частинок. Поверхня частинок при цьому ліфільна за своєю природою або через адсорбції стабілізаторів-неелектролітів. Такі системи можуть бути агрегативно стійкими навіть при відсутності потенціалу на поверхні частинок. Ліофілізований ліофобні системи можна, адсорбована на їх поверхні молекули, з якими їхнє середовище взаємодіє. Це ПАР, ВМС, і в разі емульсій - тонкодисперсні порошки, що змочуються середовищем. Адсорбція таких речовин супроводжується сольватацией і орієнтацією молекул в злагоді з полярністю контактуючих фаз (правило Ребиндера). Адсорбція ПАР призводить до зниження поверхневої енергії Гіббса і тим самим - до підвищення термодинамічної стійкості системи
Ентропійний фактор особливу роль відіграє в системах з частинками малих розмірів, так як внаслідок броунівського руху частки дисперсної фази рівномірно розподіляються за обсягом системи. В результаті підвищується хаотичність системи (хаотичність її менше, якщо частинки знаходяться у вигляді осаду на дні посудини), як наслідок, зростає і її ентропія. Це призводить до збільшення термодинамічної стійкості системи, що досягається за рахунок зниження загальної енергії Гіббса. Дійсно, якщо в ході будь-якого процесу DS> 0, то відповідно до рівняння DG = DH - TDS, такий процес йде зі зменшенням енергії Гіббса DG <0.
Структурно-механічний фактор стійкості виникає при адсорбції ПАР і ВМС на поверхні частинок, які призводять до утворення адсорбційних шарів, що володіють підвищеними структурно-механічними властивостями. До таких речовин відносяться: довголанцюгові ПАР, більшість ВМС, наприклад, желатин, казеїн, білки, мила, смоли. Концентруючись на поверхні частинок, вони можуть утворювати гелеобразную плівку. Ці адсорбційні шари є як би бар'єром на шляху зближення частинок і їх агрегації. Одночасне зниження поверхневого натягу в цьому випадку призводить до того, що цей фактор стає універсальним для стабілізації всіх дисперсних систем.
Гідродинамічний фактор стійкості проявляється в сильнов'язких і щільних дисперсійних середовищах, в яких швидкість руху частинок дисперсної фази мала і їх кінетичної енергії недостатньо, щоб подолати навіть малий потенційний бар'єр відштовхування.
50 (13) .Каталіз (гомогенний. Гетерогенний. Ферментативний). Каталіз (руйнування) - виборче прискорення одного з можливих термодинамічно дозволених напрямків хімічної реакції під дією каталізатора (ів), який багаторазово вступає в проміжне хімічна взаємодія з учасниками реакції і відновлює свій хімічний склад після кожного циклу проміжних хімічних взаємодій. Явище каталізу поширене в природі (більшість процесів, що відбуваються в живих організмах, є каталітичними) і широко використовується в техніці (в нафтопереробці і нафтохімії, у виробництві сірчаної кислоти, аміаку, азотної кислоти і ін.). Велика частина всіх промислових реакцій - каталітичні. Каталізатор змінює механізм реакції на енергетично більш вигідний, тобто знижує енергію активації. Каталізатор утворює з молекулою одного з реагентів проміжне з'єднання, в якому ослаблені хімічні зв'язки. Це полегшує його реакцію з другим реагентом. Важливо відзначити, що каталізатори прискорюють оборотні реакції як в прямому, так і в зворотному напрямках. Тому вони не зміщують хімічна рівновага. За впливом на швидкість реакції каталіз багато джерел ділять на позитивний (швидкість реакції зростає) і негативний (швидкість реакції падає). В останньому випадку відбувається процес інгібування, який не можна вважати 'негативним катализом', оскільки інгібітор в ході реакції витрачається. Каталіз буває гомогенним і гетерогенним (контактним). У гомогенному каталізі каталізатор складається в тій же фазі, що і реактиви реакції, в той час, як гетерогенні каталізатори відрізняються фазою. Гомогенний Приклади гомогенного каталізу є розкладання пероксиду водню в присутності іонів йоду. Реакція протікає в дві стадії: H2 О2 + I → H2 Про + IO; H2 О2 + IO → H2 Про + О2 + I При гомогенному каталізі дію каталізатора пов'язано з тим, що він вступає у взаємодію з реагують речовинами з утворенням проміжних сполук, це призводить до зниження енергії активації. Гетерогенний каталіз. При гетерогенному каталізі прискорення процесу зазвичай відбувається на поверхні твердого тіла - каталізатора, тому активність каталізатора залежить від величини і властивостей його поверхні. На практиці каталізатор зазвичай наносять на твердий пористий носій. Механізм гетерогенного каталізу складніше, ніж у гомогенного. Механізм гетерогенного каталізу включає п'ять стадій, причому всі вони оборотні. Дифузія реагентів до поверхні твердого речовини 1.Фізичні адсорбція на активних центрах поверхні твердої речовини реагуючих молекул і потім хемосорбция їх. 2.Хіміческая реакція між реагують молекулами 3.Десорбція продуктів з поверхні каталізатора 4.Діффузія продукту з поверхні каталізатора в загальний потік. Прикладом гетерогенного каталізу є окислення SO2 в SO3 на каталізаторі V2 O5 при виробництві сірчаної кислоти (контактний метод). Перебіг реакції саме на поверхні каталізатора можна продемонструвати на досвіді, в якому пластинку з платини нагрівають в полум'ї газового пальника, потім полум'я гасять і пускають на платівку струмінь газу з пальника, при цьому пластинка знову розжарюється до червоного - окислення метану відбувається на поверхні металу
Ферментативного каталізу (Біокаталізу), прискорення биохим. р-ций за участю білкових макромолекул, званих ферментами (ензимами). Ф. к.- різновид каталізу, хоча термін "ферментація" (бродіння) відомий з давніх часів, коли ще не було поняття хім. каталізу. Ферментативний каталіз грає величезну роль в життєдіяльності організмів. Завдяки ферментам в організмі при температурі 36-37 0 С швидко утворюються всі необхідні речовини. Так в травній системі завдяки ферментам (амілаза, мальтоза, пепсин, трипсин та ін.) Всі поживні речовини - білки, жири і вуглеводи перетворюються в більш прості продукти, легко засвоювані організмом. Ферментативний каталіз широко використовується в харчовій. Тут головну роль відіграють процеси бродіння, в яких зміна хімічного складу відбувається в результаті життєдіяльності тих чи інших мікроорганізмів - дріжджів, цвілі або відповідних бактерій. Початком в цих випадках є різні ферменти, що виробляються цими мікроорганізмами. Етиловий спирт виходить з гексоз С6 Н12 ПРО6 за допомогою ферментів, що містяться в дріжджах. За допомогою інших мікроорганізмів здійснюються уксуснокислое, молочнокисле, лимоннокисле і інші види бродіння. Завдяки ферментативному каталізу отримують такі цінні продукти, як ацетон і бутанол.
51 (14) .Раствори і суміші. Суміш - фізико-хімічна система, до складу якої входять два або кілька хімічних сполук (компонент). Описується складом суміші (якісним і кількісним співвідношенням змісту компонентів) .В суміші вихідні речовини включені незмінними. При цьому нерідко вихідні речовини стають невпізнанними, тому що суміш виявляє інші фізичні властивості в порівнянні з кожним ізольованим вихідною речовиною. При змішуванні не виникає, проте, ніяке нове речовина. Специфічні якості суміші, наприклад, щільність, температура кипіння або колір, залежать від співвідношення компонентів суміші (масове відношення). Суміш двох металів, отримана шляхом змішування їх розплавів, називається сплавом. В іншому зв'язку говорять про конгломераті. Колоїдні розчини знаходяться посередині між гомогенними і гетерогенними сумішами. У цих рідинах наточити тверді частинки, кожна з яких складається з невеликого числа молекул. Тому така суміш поводиться як раствор.Еслі хочуть розділити суміш на чисті речовини, то використовують деякі фізичні якості. З цього виходить вибір відповідного розділового методу. Різні види сумішей можна класифікувати в 2 групи: Гетерогенні суміші повністю не змішані, так як чисті речовини існують в ясно відмежованих фазах, тобто це багатофазні матеріали. Гомогенні суміші - це на молекулярному рівні змішані чисті речовини, тобто однофазні матеріали. Гомогенні суміші діляться по агрегатному стані на три групи: газові суміші; розчини; тверді розчини. Гетерогенні суміші двох речовин можна розділити по агрегатним станам на наступні групи:
Мірою, що вказує частки речовин в суміші, є концентрація. Існують різні методи розділення сумішей. Для газів ці методи засновані на різниці в швидкостях або масах молекул речовин, що входять в суміш. 1. Основні способи виділення речовин з неоднорідною (гетерогенної) суміші: відстоювання, фільтрування, дія магнітом 2. Основні способи виділення речовин з однорідної (гомогенної) суміші: випарювання, кристалізація, дистиляція, хроматографія.
Багатокомпонентні системи; розчини.