Лекція №1. Вступ
Основні питання:
Предмет дисципліни „Фізична та колоїдна хімія”.
Значення фізичної та колоїдної хімії в різних галузях промисловості.
«Физическая химия есть наука, объясняющая на основании положений и опытов физики то, что происходит в смешанных телах при химических операциях».
М.В.Ломоносов
Предметом вивчення дисципліни „Фізична та колоїдна хімія” є зв’язок між:
фізичними процесами та хімічними явищами, що їх супроводжують;
структурою і властивостями дисперсних систем;
будовою і властивостями речовин, що складають основу продуктів харчування.
Г.Е.Шталь (1659 – 1734), німецький хімік, ‑ теорія флогістону.
А.Л.Лавуазьє, французький хімік, ‑ теорія теплороду (1789). Встановив закон збереження речовини; започаткував дослідження з термохімії; сконструював калориметр для визначення теплових ефектів реакцій.
М.В.Ломоносов дав визначення фізичній хімії як науки і вказав загальний напрямок фізико-хімічних досліджень.
1752р. – Ломоносов написав «Введение в истинную физическую химию» і читав лекції в Петербурзькій академії наук.
Фізична хімія вивчає зв'язок між складом і властивостями речовин, досліджує закони і фізико-хімічні закономірності хімічних процесів, які відбуваються в апаратах для переробки харчових продуктів і у самих продуктах; розробляє і використовує теоретичні та експериментальні методи для вивчення законів перебігу хімічних реакцій у часі і законів хімічної рівноваги. Фізична хімія вивчає зв’язок між складом і властивостями речовин.
У сучасній фізичній хімії виокремлюють самостійні галузі науки – електрохімія, фотохімія, хімічна кінетика. Теоретична частина фізичної хімії (закони, поняття) дозволяє зрозуміти сутність хімічних процесів, що відбуваються при одержанні металів і сплавів, пластмас, хімічних волокон, лікарських препаратів, неорганічних речовин, харчових продуктів, і зорієнтувати їх на більш вигідні умови проведення.
У різних галузях харчової промисловості широко застосовуються випаровування, сепарація, дистиляція, висушування, екстракція, кристалізація і розчинення. На методах фізичної хімії основане визначення кислотності, вологості, вмісту сахаридів, жирів, білків, і вітамінів. Всі біохімічні процеси, що лежать в основі багатьох харчових виробництв, підлягають законам фізичної хімії.
Т.Грем – англійський хімік – розробник методів одержання та очистки колоїдних розчинів. Дав визначення колоїдним розчинам (речовини, що практично не здатні до дифузії і проникненню крізь напівпроникні мембрани, а також до кристалізації). Запропонував колоїдно-хімічну термінологію, яка використовується до сьогодні: колоїдний розчин – золь, а колоїдна речовина, що виділена з розчину у вигляді аморфного осаду – гель.
Колоїдна хімія вивчає такі об’єкти: глина, торф, ґрунти, бактерії, спори, активоване вугілля, волокна, порошки, дими, тумани, пил. Для виробництва багатьох харчових продуктів використовують методи подрібнення, фільтрації і адсорбції. Колоїди здатні до набухання і збільшення об’єму (крохмаль).
Знання колоїдної хімії дозволяє створювати матеріали із заздалегідь заданими властивостями. Сировина, напівфабрикати і готова продукція харчової промисловості є колоїдні системи. Колоїдно-хімічні процеси і закономірності лежать в основі технологічних процесів переробки харчової сировини та виробництва кулінарної продукції: масла, маргарину, молока, молочних виробів, борошна, тіста, хлібопекарських виробів, вина, пива. Кулінарні процеси мають колоїдно-хімічний характер: утворення харчових драглів, освітлення бульйонів, збивання вершків і білків, виготовлення соусів.
На законах фізичної та колоїдної хімії базуються методи руйнування забруднювачів навколишнього середовища: стічних вод, пилу, диму.