Факторы, влияющие на катализ

Характерной особенностью катализаторов является их избира т ельность, «специфичность», т. е. способность действовать ускоряюще только на определенную реакцию или группу реакций. Особенно ярко проявляется специфичность у ферментов. Так, фермент, действующий на сахарозу, не гидролизует крахмал.

Иногда применение разных катализаторов приводит к образованию совершенно различных продуктов из одних и тех же исходных веществ. В этом случае каждый катализатор вызывает ускорение реакции только в одном из возможных направлений.

Влияние температуры. С повышением температуры скорость каталитических реакций увеличивается. Повышение температуры оказывает влияние не только на активность катализаторов, но иногда и на направление каталитической реакции. Каждый катализатор проявляет свою максимальную активность в той или иной химической реакции при определенной температуре. Отклонения от этой температуры как в ту, так и в другую сторону снижают активность катализатора.

Влияние давления. Как показывает опыт, скорость некоторых каталитических реакций весьма существенно зависит и от давления. Особенно это характерно для реакций, идущих с изменением объема. Увеличение давления положительно сказывается на скорости таких реакций. Некоторые каталитические реакции вообще не могут идти при нормальном давлении, например реакции синтеза высших спиртов и др.В ряде случаев каталитические реакции, протекающие и без уменьшения объема, увеличивают свою скорость при повышении давления, что, по-видимому, связано с увеличением числа эффективных столкновений реагирующих молекул.

Влияние растворителя. В зависимости от природы растворителя скорость каталитических реакций может довольно заметно изменяться. растворитель каким-то способом активизирует молекулы реагирующих веществ, делает их более реакционно способными. При этом большое значение имеет полярность молекул растворителя, под влиянием которой молекулы реагирующих веществ переходят в более активную ионизированную форму.

 

Явления синерезиса

Синерезис (от греч. synáiresis — сжатие, уменьшение) - самопроизвольное уменьшение объёма студней или гелей, сопровождающееся отделением жидкости. Имеет важное значение в технологии резин, химических волокон, пластмасс, при производстве сыра, творога, в хлебопечении.

Явления синерезиса имеют очень большое значение в биологии, медицине и технике. Его можно рассматривать как положительное явление при получении некоторых синтетических смол, поскольку при этом происходит самопроизвольное отделение смолы от растворителя. Положительное значение имеет синерезис и в молочной промышленности, так как на нем основано получение творога. В крахмало-паточной, мармеладной и некоторых других отраслях пищевой промышленности это явление имеет отрицательное значение, и усилия технолога направлены на его предупреждение. В производстве взрывчатых веществ синерезис (например, выделение из студня, которым является бездымный порох, само-взрывающегося нитроглицерина) чрезвычайно опасен. Явление синерезиса при хранении желатинизированных продуктов конденсации дает возможность получать прочные литые продукты, но процесс этот очень медленный, и весьма желательно ускорение его при помощи электролитов. Явление синерезиса наблюдается при изготовлении взрывчатых веществ: например, кордит при синерезисе выделяет нитроглицерин. Образование патологических опухолей, а также секреции желез рассматриваются как проявление синерезиса. Явление синерезиса наблюдается при изготовлении взрывчатых веществ: например, кордит при синерезисе выделяет нитроглицерин. Наибольшее явление синерезиса наблюдается в смазках, изготовленных на маловязких маслах с небольшим количеством загустителя. Особенно подвержены синерезису алюминиевые смазки. Наполнители (например, графит) повышают коллоидную стабильность смазок. Образование патологических опухолей (отеки), а также секреции желез рассматриваются как проявление синерезиса.  

 

Явление тиксотропии

Тиксотропия - это способность некоторых структурированных дисперсных систем самопроизвольно восстанавливать разрушенную механическим воздействием исходную структуру. Тиксотропия проявляется в разжижении при достаточно интенсивном встряхивании или перемешивании гелей, паст, суспензий и др. систем с коагуляционной дисперсной структурой и их загущении (отвердевании) после прекращения механического воздействия. Тиксотропное восстановление структуры — механически обратимый изотермический процесс, который может быть воспроизведён многократно. В более широком смысле тиксотропия — временное понижение эффективной вязкости вязко-текучей или пластичной системы в результате её деформирования независимо от физической природы происходящих в ней изменений. Тиксотропия имеет важное практическое значение. Тиксотропные материалы используют в технологии силикатов, пластических масс, пищевых продуктов. Тиксотропными свойствами обладают некоторые водоносные грунты (плывуны), биологические структуры, различные технические материалы (промывочные глинистые растворы, применяемые при бурении нефтяных скважин, краски, смазки и др.). Термин "тиксотропия" был введен в практику Гербертом М. Фрейндлихом. В природе смеси воды и глины встречаются повсюду. Например – грязевые болота. Они засасывают животных, и их ожидает страшная смерть – от голода или от хищников. Чем сильнее животное дёргается, тем сильнее оно «встряхивает» участки грязи около себя, грязь становится жидкой, животное проваливается глубже, но, когда оно замирает – грязевое болото застывает и пошевелиться становится всё сложнее… Другой печальный пример тиксотропии – оползень. Стоит себе глинистая гора несколько лет, а может быть, даже десятков или сотен лет, и вдруг, казалось бы, ни с того ни с сего, поползла, разрушая и обволакивая всё на своём пути. Но мы-то теперь знаем, в чём дело – этот большой ком глины от подземной вибрации, которую мы и не почувствовали, стал чуть менее вязким и «пополз». Причём этот относительно медленный процесс может повлечь за собой и более скоротечные – если поплывший участок теряет свою прочность, то могут разрушиться дома, которые на нём стоят, посыпаться камни. Если по этому месту проходит асфальтированный участок, то он проваливается – ему уже не на что опираться.

 

Явление диффузии

Явлением диффузии называется называется самопроизвольный процесс выравнивания концентрации молекул, ионов или коллоидных частиц по всему объему под влиянием их теплового движения. Процесс необратим в отсутствии внешних воздействий.

В химически однородном газе явление диффузии заключается в переносе вещества из мест с большой плотностью в области с меньшей плотностью и подчиняется закону Фика. Закон Фика: - скорость диффузии прямо пропорциональна разности концентраций и площади поверхности, через которую происходит диффузия.

Скорость диффузии увеличивается с ростом температуры и градиента концентрации, уменьшается с повышением вязкости и увеличением размера диффундирующих частиц.