Материал: 5093

36

соотношение между коэффициентом диффузии и другими физическими характеристиками систем, в которых происходит диффузия:

Это уравнение показывает, что скорость диффузии обратно пропорциональна размеру диффундирующих молекул или частиц. Соответственно скорость диффузии в коллоидных системах в сотни и тысячи раз меньше, чем молекул в истинных растворах и в газовых смесях.

Зная величину D, легко найти средний радиус сферических частиц коллоидов, а отсюда и молекулярную или мицелярную массу вещества:

Осмотическое давление (H/м2) разбавленных коллоидных растворов можно найти, пользуясь уравнением Вант Гоффа:

так как n = с/М,

где с – концентрация раствора, кг/м3; М – молекулярная масса вещества, кг; n – концентрация частиц в системе;

Величина осмотического давления золей значительно меньше осмотического давления истинных растворов. Причиной этого является большая масса коллоидных частиц. Другой особенностью осмотического давления коллоидных растворов является непостоянство его величины во времени, что объясняется агрегацией частиц в золях.

Если в коллоидной системе сила тяжести будет превалировать над броуновским движением, то частицы начнут оседать. Скорость (м/с) оседания (седиментации) по закону Стокса равна

где r – радиус частиц, м;

d1, d0 – плотность дисперсной фазы и дисперсионной среды, соответственно,

кг/м3;

37

g– ускорение силы тяжести, м/с2;

–вязкость среды, H c/м2.

ГЛАВА 3. ОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

3.1. Жиры и масла

Жиры – смесь полных сложных эфиров глицерина и одноосновных

высших карбоновых кислот.

Состав, строение, классификация. В образовании сложных эфиров,

входящих в состав жиров, могут принимать участие разные высшие жирные кислоты, но из спиртов – только один глицерин. Поэтому эти эфиры называют

глицеридами (ацилглицеринами):

В состав жиров в основном входят триглицериды, но могут присутствовать и ди- и моноглицериды:

Наиболее распространённые остатки высших кислот, содержащиеся в жирах, содержат от 12 до 18 углеродных атомов. В состав некоторых жиров входят в небольшом количестве также остатки кислот с С2 – С10.

Глицериды, содержащие ацилы одинаковых кислот, называют простыми, а если в состав глицеридов входят разные ацилы, то – смешанными:

39

Относительное содержание остатков различных кислот в смеси триглицеридов оказывает большое влияние на физические и химические свойства жира.

Количество входящих в состав жира остатков непредельных кислот можно определить с помощью йодного числа – масса йода (г), которая может присоединиться к 100 г жира по месту разрыва двойных связей. Чем больше йодное число, тем выше непредельность глицеридов. Установлено, что йодное число сливочного масла равно 30, топленого свиного сала – 53, жира человека – 64, оливкового масла – 85, кукурузного масла – 121, подсолнечного масла – 130, льняного масла – 190.

Химические свойства

1. Гидролиз (омыление) жиров. Этот процесс протекает под влиянием воды, высокой температуры, минеральных кислот или щелочей, а также ферментов (липазы). При омылении водным раствором щёлочи получают глицерин и соли высших жирных кислот – мыла:

2. Окисление жиров. Растительные масла, содержащие глицериды непредельных кислот (с двумя или более двойными связями), при окислении кислородом воздуха образуют прозрачную пленку – линоксин. Такие масла называют высыхающими (конечно, не в буквальном смысле). При окислении вначале образуются гидропероксидные группировки (по активной СН2-группе, которая расположена между двумя двойными связями):

О–ОН

О2

–СН=СН–СН2–СН=СН– –СН=СН–СН–СН=СН–

Затем с помощью пероксидных «мостиков» (–О–О–) отдельные молекулы непредельных глицеридов соединяются меду собой с образованием пространственной полимерной структуры.

Масса масла, нанесённого на поверхность, при его «высыхании» увеличивается на 11 – 18 %. При этом скорость «высыхания» (окисления) тем

40

выше, чем более непредельными являются кислотные остатки (ацилы), входящие в состав глицеридов. В связи с этим все растительные масла делят на высыхающие (тунговое, льняное, маковое, ореховое, конопляное, в состав глицеридов которых входят линолевая, линоленовая и элеостеариновая кислота), полувысыхающие (подсолнечное, соевое, хлопковое, содержащие в своих глицеридах меньшее количество непредельных кислот) и, наконец, невысыхающие (оливковое, арахисовое, миндальное, пальмовое, кокосовое, глицериды которых состоят в основном из олеиновой и эруковой кислот).

Процесс окисления и полимеризации масел ускоряется с помощью специальных ускорителей – сиккативов (соли свинца, марганца, кобальта). Нагревая масла с такими добавками, получают «варёное» масло – олифу (частично полимеризованное масло).

Окислению могут подвергаться и такие жиры, которые содержат ацилы предельных кислот. Это происходит под влиянием нескольких факторов: воздуха, влаги и света. Образуется сложная смесь органических веществ – гидроксикислоты, спирты, альдегиды и карбоновые кислоты (например, масляная), придающие жирам неприятный вкус и запах (прогорклые жиры).

3. Гидрогенизация жиров (гидрирование). Процесс насыщения водородом двойных связей протекает в присутствии катализатора – мелкораздробленного никеля:

В результате жидкие масла переходят в твёрдые. Впервые этот метод был разработан А.С. Фокиным. Полученные твёрдые жиры (саломас, или комбижир) используют для производства пищевого продукта – маргарина или для технических целей. Полученные таким методом твёрдые жиры обладают повышенной по сравнению с исходными продуктами температурой плавления, определённой твёрдостью и большой стойкостью к окислению.

3.2. Аминокислоты