Команда
Контакти
Про нас

    Головна сторінка


Різновиди хімічних процесів





Дата конвертації02.08.2019
Розмір9.02 Kb.
Типдоповідь

Різновиди хімічних процесів

Різновиди хімічних процесів

Інтенсивні дослідження останнього часу спрямовані на з'ясування як матеріального складу рослинних і тваринних тканин, так і хімічних процесів, що відбуваються в організмі Такі за змістом дослідження проводять і хіміки-органіки, і біохіміки, і навіть медики. При цьому, вирішуючи одні й ті ж завдання, вони ставлять різні цілі. Хіміків-органіків цікавлять перспективи створення більш складних речовин шляхом конструювання їх молекул для реалізації можливостей синтезу аналогів органічних сполук, що утворюються в живих організмах. Біологи мають на меті вивчення субстратної і функціональної основ життєдіяльності організмів. Медики прагнуть з'ясувати кордону між нормою і патологією в організмах Об'єднує всі ці дослідження ідея про провідну роль ферментів або, в більш широкому сенсі, биорегуляторов в процесі життєдіяльності. Ця ідея, вперше запропонована великим французьким натуралістом Луї Майстром (1822-1895) залишається основоположною і донині при вивченні хімії живої природи в рамках динамічної біохімії, основний предмет якої - хімічні процеси, що відбуваються в живому організмі. У той же час вивченням молекулярного складу і структури тканини живого і неживого організму займається статична біохімія. Динамічна біохімія народилася на рубежі XVIII і XIX століть, коли почали розрізняти процеси дихання і бродіння, асиміляції і дисиміляції як якісь перетворення речовин. Історія дослідження бродіння включає не тільки певні етапи пізнання дійсності, а й труднощі проникнення в таємниці живого: віру в життєву силу, надії Берцелиуса на особливі функції каталізу в життєдіяльності організмів, спрощені уявлення "чистих хіміків" - Лібіха і Бертло про бродінні як дії звичайних хімічних сил, геніальні передбачення Пастера про відмінності між безклітинним бродінням і ферментом живий діяльності дріжджових клітин і, нарешті, відкриття білкової основи ферментів і їх глибокої діфферен циации, а слідом за цим участі на різних стадіях бродіння різних ферментів.

Дослідження бродіння становить основний предмет ферментології - стрижневий галузі знань про процеси життєдіяльності. Протягом досить тривалого історії дослідження процес биокатализа розглядався з двох різних точок зору. Однією з них, умовно названої хімічної, дотримувалися Ю. Лібіх і М. Бертло, а інший - біологічної - Л. Пастер.

У хімічній концепції весь каталіз зводився до простого хімічного каталізу. Незважаючи на спрощений підхід в рамках концепції були встановлені важливі положення: аналогія між Біокаталізу і катализом, між ферментами і каталізаторами; наявність в ферментах двох нерівноцінних компонентів - активних центрів і носіїв; висновок про важливу роль іонів перехідних металів і активних центрів багатьох ферментів; висновок про поширення на Біокаталізу законів хімічної кінетики; зведення в окремих випадках биокатализа до каталізу неорганічними агентамі.В початку розвитку біологічна концепція не мала настільки великими експериментальними підтвердженнями. Її основною опорою були праці Л. Пастера і, зокрема, його прямі спостереження за діяльністю молочнокислих бактерій, які дозволили виявити бродіння і здатність мікроорганізмів отримувати необхідну їм енергію для життєдіяльності шляхом бродіння. Зі своїх спостережень Пастер зробив висновок про особливий рівень матеріальної організації ферментів. Однак все його доводи, якщо і були не спростовані, то принаймні відсунуті на задній план після відкриття позаклітинного бродіння, а позиція Пастера була оголошена віталістіческой.Однако з плином часу концепція Пастера перемогла. Про перспективність даної концепції свідчать сучасні еволюційний каталіз і молекулярна біологія

ЛАНЦЮГОВІ РЕАКЦІЇ - це самоподдерживающиеся хімічні реакції, в результаті яких первоначальна з'являються продукти беруть участь в утворенні нових продуктів.

Ланцюгові реакції протікають з великою швидкістю і іноді з вибухом. У ланцюгових реакціях розрізняють три стадії: зародження, ланцюги, розвитку ланцюга і обриву ланцюга.

На стадії зародження ланцюга відбувається oбpaзoвaніе проміжних продуктів, якими можуть бути атоми, іони або нейтральні молекули. На стадії розвитку ланцюга послідовно протікають реакції перетворення і утворення вільних радикалів. На стадії обриву ланцюга відбувається витрачання проміжних продуктів або їх руйнування і припинення реакції. Обрив реакції може статися мимовільно або під дією інгібіторів. До ланцюгових реакцій відносяться, наприклад, окислення органічних речовин киснем, окислення водню, фосфору, сірки, реакції між воднем і хлором, між воднем і бромом і т.д.Большой внесок в розробку теорії ланцюгових реакцій вніс лауреат Нобелівської премії, академік Н.Н .Семенов.

ГОРІННЯ - це хімічна реакція, при якій відбувається окислення речовин з виділенням теплоти і світла. Горіння і, отже, окислення можливі і без участі кисню. Наприклад, водень згорає (окислюється) в газоподібному хлорі і в парах брому, при цьому відповідно утворюються хлоро-і бромоводород. Для горіння потрібні пальне і окислювач. На практиці в якості окислювача можуть бути галогени, рзон, пере-кисня з'єднання, нітросполуки та інші багаті киснем з'єднання, а горючими - практично всі органічні речовини, багато металів, водень.

Хімія екстремальних станів.

При взаємодії реагентів з каталізатором відбувається послаблення вихідних хімічних зв'язків. Воно можливо при енергетичної активізації реагенту, яка досягається при тепловому або радіоактивному впливі, що характеризується великою величиною енергії. Питаннями енергетичної активізації реагенту займається хімія екстремальних станів, яка включає плазмохімії, радіаційну хімію, хімію високих енергій, високих тисків і температур.

Плазмохимія вивчає процеси в низькотемпературній плазмі. Плазма - це іонізований газ. Розрізняють слабоіонізірованную, або низькотемпературну, і високотемпературну плазму. У плазмохімії розглядаються процеси при температурах від 1000 до 10000 ° С. Такі процеси характеризуються збудженим станом частинок, зіткненнями молекул із зарядженими частинками і, що особливо важливо, дуже високими швидкостями реакцій.

У плазмохимических процесах швидкість перерозподілу хімічних зв'язків дуже висока: тривалість елементарних актів хімічних перетворень становить близько 10 ^ (- 13) з при майже повній відсутності оборотності реакції. Така швидкість в звичайних заводських реакторах через оборотності знижується в тисячі і мільйони разів. Плазмохімічні процеси тому дуже високопродуктивні.

У нашій країні розроблені плазмохімічні способи перетворення вугілля в рідке паливо без застосування високих тисків і викиду золи і сірки

Радіаційна хімія - порівняно молода галузь, їй трохи більше 40 років. В даний час радіаційна хімія вивчає перетворення самих міняючи речовин під дією іонізуючих випромінювань. Джерела іонізуючого випромінювання служать рентгенівські установки, прискорювачі заряджених частинок, ядерні реактори, радіоактивні ізотопи.

В результаті радіаційно-хімічних реакцій з кисню утворюється озон, з газоподібних парафінів - водень і складна суміш низькомолекулярних олефінів. Опромінення поліетилену, полівінілхлориду і багатьох інших полімерів призводить підвищенню їх термостійкості і твердості.

Найбільш важливими процесами радіаційно-хімічної технології є полімеризація, вулканізація, виробництво композиційних матеріалів, в тому числі композицій деревній основі, закріплення лаків та інших матеріалів поверхні дерева і металу, отримання полимербетонов пут просочення звичайного бетону тим чи іншим мономером з подальшим опроміненням. Такі бетони мають в чотири рази більш високу міцність, мають водонепроникність і високу корозійну стійкість.

Принципово новою і виключно важливою областю хімії екстремальних станів є високотемпературний синтез тугоплавких і керамічних матеріалів. Зазвичай великомасштабне виробництво таких матеріалів здійснюється методом порошкової металургії, суть якого полягає в пресуванні і стисненні при високій температурі металевих порошків. При цьому температура повинна становити 1200-2000 ° С, а процес спікання триває кілька годин. Набагато простіше реалізується самораспространяющемуся синтез, заснований на реакції горіння одного металу в іншому або металу в азоті, вуглеці, кремнії і т.п.

Високотемпературний синтез - теплової процес горіння в твердих тілах. Він являє собою, наприклад, горіння порошку титану в порошку бору або порошку цирконію в порошку кремнію. В результаті такого синтезу отримані сотні тугоплавких сполук чудової якості: карбіди металів, бориди, алюмініди, селеніди.Данний метод не вимагає громіздких печей і процесів, великих енергетичних витрат і відрізняється високою технологічністю. На установці, що виробляє великотоннажних продукцію, досить роботи всього лише одну людину. За оцінкою американських фахівців, технологія високотемпературного синтезу - найвище досягнення російських вчених з Інституту хімічної фізики Російської академії наук.

При підготовці цієї роботи були використані матеріали з сайту http://www.studentu.ru



  • Хімія екстремальних станів.