ХИМИЯЛЫҚ РЕАКЦИЯЛАРДЫҢ ЖЫЛДАМДЫҒЫНА ӘСЕР ЕТЕТІН ФАКТОРЛАР

Химиялық реакциялардың жылдамдығына әсер ететін негізгі факторларға әсер етуші заттардың концентрациясы, температура, катализатордың болуы жатады.

Концентрация

Әсер етуші заттардың концентрациясын жоғарылату — үдерістерді қарқындатудың ең кең тараған тәсілдерінің бірі.

Химиялық реакция жылдамдығының концентрацияға байланыстылығы салмақ әсері заңымен анықталады. Мысалы, сірне(патока) өндірісінде тұз қышқылын(хлорсутек қышқылы) натрий карбонатымен нейтралдау реакциясы үшін жылдамдық келесі теңдеу бойынша жазылады:

2НС1 + Na₂C0₃ = 2NaCl + H₂0 + С0₂,

Жылдамдық тұрақтысы(константа скорости) әсер етуші заттардың табиғатына, температурасына, катализатордың болуына байланысты және химиялық реакцияға қатысатын заттардың концентрациясына байланысты емес. Реакция жылдамдығының тұрақтысы реакцияның реті мен молекулярлығына байланысты.

Реакцияның молекулярлығы химиялық әсерлесуге қатысатын молекула санымен анықталады. Егер ол үшін бір молекула қажет болса реакция мономолекулалы деп аталады. Мысалы, мұндай реакцияға қантқызылшасы зауытындағы жоғарғы температурада әкті күйдіру кезіндегі СаС0₃ ыдырау реакциясы жатады:

СаСО₃ = СаО + С0₂.

Екі молекуланың қатысуымен жүретін реакция бимолекулалы, үш молекуламен — үшмолекулалы деп аталады. Бұл бір заттың немесе әртүрлі зат молекулалары болуы мүмкін. Жоғарыдағы тұз қышқылының натрий карбонатымен өзара әрекеттесу реакциясы үшмолекулалы реакцияға жатады(тұз қышқылының екі молекуласы және натрий карбонатының бір молекуласы).

Температура

Температура — реакцияның жылдамдығын анықтайтын маңызды фактор.

Температура жоғарылаған сайын реакцияның жылдамдығы да өседі, бұл реакция жылдамдығы тұрақтысының жоғарылауымен байланысты.

Вант-Гофф ережесіне байланысты температураны 10^оСқа жоғарылату реакция жылдамдығын 2...4 есе жылдамдатады. Бұл ереже 0 ден 300^оС температура аралығында жүретін реакцияларға қолданылады.

Химиялық реакция жүру үшін әсер етуші заттар молекуласындағы ішкі молекулалы байланыстарды үзу қажет. Егер бір бірімен соқтығысатын молекулалардың байланысты үзе алатындай энергиясы болса, онда реакция жүреді, ал егер молекула энергиясы қажетті энергиядан аз болса, онда соқтығысу тиімсіз болып реакция жүрмейді.

Температураны жоғарылатқан кезде белсенді молекулалар саны өседі, олардың арасындағы соқтығысу саны да жоғарылап, нәтижесінде реакция жылдамдығы тез болады. әсер етуші заттар концентрациясын жоғарылатқан сайын соқтығысудың жалпы саны көбейіп, нәтижесінде реакцияның жылдамдығы тез өседі.

2. Жекелеген химиялық үдерістердің мәні және олардың тамақ өнеркәсібіндегі ролі

Әртүрлі тамақ өнімдерін алу және сақтау химиялық үдерістердің жүруімен сипатталады. Олардың бірі гидролиз реакциясымен, енді бірі тотығу-тотықсыздану реакцияларымен байланысты: меланоидинтүзілуі, де­гидраттау, сульфиттеу, тотығу және т.б.

Гидролиз

Күрделі заттардың(ақуыз, май, көмірсу) қарапайым заттарға дейін сілті және қышқыл әсерінен ыдырап, өзіне су молекуласын қосып алу реакциясын гидролиз деп атайды.

Сахароза қышқыл қосып қыздыру кезінде гидролизденіп инвертті қант түзеді (глюкоза мен фруктозаның бірдей мөлшерінің қоспасы):

С₁₂Н₂₂О₁₁ + Н₂О → С₆Н₁₂О₆ + С₆Н₁₂О₆

Сахарозаға тән ерекшелік — оның оңай гидролизденуі: бұл үдерістің жылдамдығы мальтоза немесе лактоза сияқты дисахаридтердің осындай жағдайда гидролиздену жылдамдығынан шамамен мың есе жоғары.

Инвертті шәрбат(сироп) екі қасиетке ие — антикристалдық және төгілгіштік(гигроскопичность). Бірінші қасиеті оның тұтқырлығына байланысты, екіншісі ондағы барлық қанттардың ішінде төгілгіштігімен ерекшеленетін фруктозаға байланысты. Фруктоза ауаның салыстырмалы ылғалдылығы 45...50 % болған кезде де ылғалды сіңіруге қабілетті.

Инвертті шәрбаттың антикристалдық қасиеті оны карамель өндірісінде кеңінен қолдануға мүмкіндік береді. Антикристаллизатор ретінде сондай-ақ инвертті шәрбатқа қарағанда тұтқырлығы жоғары сірнені(патока) қолдануға болады.

Карамель — қантсірнелі немесе қантинвертті шәрбатты ылғалдылығы 1..3 % болатын карамель массасына дейін қайнату алынатын өнім. Таза қант шәрбаты(сироп) мұндай төменгі ылғалдылықта кристалданады. Мұны болдырмай карамель алу үшін оған антикристаллизаторлар қосады.

Инвертті шәрбатты тікелей фабрикаларда катализатор ретінде күшті қышқыл, мысалы тұз қышқылын қолдану арқылы алады. Ол үшін 90^оС температурадағы 80%-дық қант ерітіндісіне 0,02...0,03 % -дық тұз қышқылын 10%-дық ерітінді күйінде қосады. Гидролиз қосылған қышқыл мөлшеріне байланысты 20-30мин-қа созылады. Инверсияланудың соңына қарай шәрбатты натрий гидрокарбонатының 10%-дық ерітіндісімен әлсіз қышқылдық реакцияға дейін нейтралдайды. Нейтралдау ерітіндінің қараюын болдырмас үшін 65^оС температурада жүргізіледі. Сондай-ақ осы мақсатта тұз қышқылының орнына органикалық қышқылдар – сүт, лимон және шарап қышқылдарын қолдануға болады.

Инвертті шәрбаттың төгілгіштік қасиеті кондитерлік өнімдерді сақтауда кеңінен қолданылады. Мысалы, инвертті шәрбатты ұнды кондитерлік өнімдердің рецептурасына қосу арқылы дайын өнімнің сақтау мерзімін ұзартуға болады.

Сонымен бірге крахмалдың гидролизденуі де аса маңызды үдерістердің бірі. Қышқылдармен қайнату кезінде крахмал глюкозаға айналады. Аралық өнім ретінде әртүрлі молекулалық массаға ие полисахаридтер – декстриндер түзіледі. Гидролиздің бірінші этапында крахмалдан өлшемдері мен қасиеті бойынша аз ерекшеленетін декстриндер пайда болады. Олар жоғары молекулалық салмаққа ие және йод қатысында көкшіл күлгін түске боялады, оларды амилодекстриндер деп атайды. Ары қарай крахмалдың гидролиздену үдерістерінде декстриндердің молекулалық салмағы азая береді, ал спирттік ерітіндіде ерігіштігі төмендейді, келесі түзілетіндер эритродекстриндер, олар йод қатысында күңгірт сұр түс, содан соң қызыл түске боялады. Ал ең соңғы өнімдер ахро- және мальтодекстриндер, оларды йод түсі өзгермейді.

Крахмал

↓

Амилодекстриндер

↓

Эритродекстриндер

↓

Ахродекстриндер

↓

Мальтодекстриндер

Крахмал қышқыл(тұз) немесе фермент қосылған толық емес гидролизденуінен түзілетін өнім сірне(патока) деп аталады. Оның құрамына декстриндерден басқа мальтоза және глюкоза кіреді. Сірне алу үшін шикізат ретінде картоп және жүгері крахмалы алынады.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: