Реакции в гетерогенных системах.

1.. (Зовнішнє (безумовне) гальмування виникає одразу, не потре­бує спеціального вироблення, є природженим, як і безумовні реф­лекси. Воно виникає тоді, коли при роботі одного із центрів кори великого мозку внаслідок подразнення аферентних нервів прихо­дить у дію інший центр. Відбувається своєрідний конфлікт, або конкуренція між цими нервовими осередками. Умовнорефлектор­на діяльність у кожному окремому випадку може бути затримана під впливом сторонніх зовнішніх подразників (поява нових пред­метів, звуків, запахів, зміна освітлення тощо), які зумовлюють орієнтовний рефлекс. Орієнтовний рефлекс — це чинник безумов­ного гальмування, який зустрічається найчастіше. При багатора­зовій дії гальмівна дія подразника слабшає, він втрачає свій галь­мівний вплив на умовні рефлекси. Такі поступові подразники, які при повторенні втрачають гальмівну дію, називаються тимчасови­ми, або гаснучими, гальмами. На відміну від них існують і постій­ні гальма, які зберігають свою гальмівну дію тривалий час. Ними часто стають патологічні процеси (наприклад, запальні), які від­буваються u організмі, сильні інтероцептивні подразнення (розтяг­нуті сечовий міхур, пряма кишка

Зовнішнє гальмування виникає в разі, якщо в центральній нервовій системі з'являються збудження різної сили. Тоді сильніше збудження гальмує більш слабке. Сильне збудження є зовнішнім" відносно слабкого, зовнішнім відносно якогонебудь рефлексу. Звідси і походить назва цього виду гальмування. Наприклад, якщо піддослідним тваринам, у яких вироблений умовний рефлекс на приймання їжі під час вмикання лампочки, дати сторонній звук або різко змінити інтенсивність освітлення, то рефлекс на вмикання лампочки загальмується або навіть зникне. Нові подразники гальмують відповідь. Точно так больові подразнення, які наносять піддослідним тваринам, біль внутрішніх органів гальмують харчові умовні реакції. Подібні явища зовнішнього гальмування спостерігаються і у людини. Наприклад, хвилювання після повідомлення про неприємності, самі неприємності пригнічують позитивні емоції, пов'язані зі сприйманням їжі, пригнічують виділення травних соків, знижують апетит

2. Мотивації — це емоційно забарвлене прагнення людини або тварини задовольнити основні потреби. Мотивації формуються на основі вибіркового збудження мозкових структур, що призводить до цілеспрямованої пошукової поведінки [2–4, 6, 11]. Поняття потреби використовується не тільки для позначення прогалин у пізнанні механізмів мотивації, воно має цілком визначене самостійне значення. Серед провідних ліній еволюційного розвитку життя в розвитку потреб — не вихідних нужд, які задані самою організацією життя та є більш менш постійними, а потреб, які задовольняються за участю спеціальних механізмів, за допомогою власної активності.

Розрізняють мотивації біологічні (первинні, базові, прості, нижчі) та соціальні (вторинні, складні, вищі). Біологічні мотивації (голоду, спраги, температурні, страху, агресії, статеві, батьківські та інші) спрямовані на задоволення провідних біологічних потреб організму. Вони є вродженими й формуються на основі спадкових механізмів. Дозрівання різних біологічних мотивацій здійснюється вибірково та послідовно в різні вікові періоди. Наприклад, мотивації голоду й спраги дозрівають раніше, ніж статеві та батьківські [11]. Тварини можуть одночасно відчувати кілька потреб, проте завжди є провідний параметр загальної біологічної потреби, який має назву домінуючого. Це найбільш важлива для виживання особини або роду потреба, яка засаднича в акті поведінки, що спрямована на її задоволення.

Якщо біологічну мотивацію розглядати як системну реакцію організму, то, за азами фізіології, її виникнення мають обумовлювати зовнішні та внутрішні подразники. Справді, безпосередньою причиною виникнення біологічних мотивацій є подразники, що містяться у внутрішньому середовищі організму. Вони пов'язані зі зміною різних провідних показників, що визначають нормальний перебіг процесів обміну. Наприклад, зміна рівня поживних речовин, осмотичного тиску, функціонального стану статевих клітин, рівня гормонів тощо. Іншими словами, виникнення біологічних мотивацій зумовлено зміною гомеостатичних показників, вони становлять внутрішні потреби організму.

З іншого боку, біологічні мотивації можуть бути зумовлені й зовнішніми подразниками. Ці фактори в фізіології отримали кілька назв: ключові, «звільняючі» й рілізінг-фактори. Наприклад, харчову мотивацію може зумовити вид або запах їжі. Вигляд супротивника може спровокувати агресивну реакцію. Біологічна основа такої мотивації — це спадково обумовлені внутрішні механізми. Так, агресивні реакції зумовлені певними змінами в нервових центрах під впливом адреналіну та норадреналіну.

3. Безумовні рефлекси - природжені, відносно постійні, стереотипні реакції організму на дію адекватного подразника зовнішнього або внутрішнього середовища, які здійснюються за допомогою ЦНС, передаються спадково. Їх ознаки:
1. Проявляються при дії адекватного подразника без особливих спеціальних умов (слиновиділення, ковтання, дихання та ін.).
2. Мають готові анатомічно сформовані рефлекторні дуги.
3. В їх здійсненні основна роль належить підкірковим ядрам, стовбуру мозку, спинному мозку. Вони зберігаються і після видалення кори великого мозку. Проте представництво безумовного рефлексу є в корі великих півкуль.
4. Є видовими реакціями, характерними для усіх представників даного виду.
5. Є відносно постійними рефлекторними реакціями, стійкі, незмінні, зберігаються протягом усього життя.
Безумовні рефлекси за характером реакції-відповіді поділяють на рухові, секреторні і трофічні, а за біологічною спрямованістю:
- рефлекси, пов’язані з регуляцією процесів життєдіяльності, - ковтання, жування, смоктання, слиновиділення, дихальні, серцеві, судинні тощо;
- рефлекси, пов’язані із збереження виду, - копуляція, вигодовування та піклування про потомство;
- захисні - кашель, чхання, моргання тощо;
- орієнтувальні - виникають кожного разу при дії незнайомих подразників.
Безумовні рефлекси визначають певну, чітко окреслену програму поведінки, яка забезпечує пристосування до стабільних, характерних для даного виду умов життя. У зв’язку з цим тільки за рахунок безумовних реакцій неможливо пристосуватися до постійно мінливих умов навколишнього середовища.
Умовні рефлекси - індивідуальні, набуті рефлекторні реакції, які виробляються на базі безумовних рефлексів. Їх ознаки:
1. Набуваються протягом усього життя організму.
2. Неоднакові у представників одного виду.
3. Не мають готових рефлекторних дуг.
4. Вони формуються при певних умовах.
5. В їх здійсненні основна роль належить корі великого мозку.
6. Мінливі, легко виникають і легко зникають залежно від умов, в яких знаходиться організм.
Умови утворення умовних рефлексів:
1. Одночасна дія двох подразників: індиферентного для даного виду діяльності, який в подальшому стає умовним сигналом, і безумовного подразника, який викликає певний безумовний рефлекс.
2. Дія умовного подразника завжди випереджує дію безумовного (на 1-5с.).
3. Підкріплення умовного подразника безумовним повинно бути кількаразовим.
4. Безумовний подразник повинен бути біологічно сильним, а умовний володіти помірною оптимальною силою.
5. Умовні рефлекси швидше і легше формуються при відсутності сторонніх подразників.
Умовні рефлекси можна виробляти не лише на основі безумовних, але і на основі раніше набутих умовних рефлексів, які стали достатньо міцними. Це умовні рефлекси вищого порядку.
Умовні рефлекси є:
- природні - рефлекторні реакції, які виробляються на зміни навколишнього середовища, і завжди супроводять появу безумовного. Наприклад, запах, вигляд їжі є природними сигналами самої їжі;
- штучні - умовні рефлекси, що виробляються на подразнення, які не мають до безумовно рефлекторної реакції природного відношення. Наприклад, слиновиділення на дзвоник або на час.

Реакции в гетерогенных системах.

Это наиболее распространенный способ получения новых соединений. В этих условиях реакция образования соединения в пределах одной фазы чаще всего совмещается с выделением его в другую фазу.

Кристаллизация из расплава. Этот способ кристаллизации осуществляется в отсутствии растворителя. Твердые вещества, взятые в стехиометрическом отношения, переводят в расплав и далее ведут кристаллизацию при медленном его охлаждении. Если требуется получить хорошо образованные кристаллы, то более благоприятные условия для этого создаются при некотором отклонении от стехиометрического состава. Условия моновариантного равновесия более благоприятны для роста крупных кристаллов, чем условия нонвариантного равновесия, когда кристаллизация идет спонтанно из большого числа зародышей, в результате чего образуется много кристаллитов неправильной формы. Современная техника плавки значительно усовершенствована: применяют брикетирование компонентов при высоких давлениях, высокий вакуум, плавку в атмосфере инертного газа, высокочастотный нагрев, дуговую плавку, плавку в электронном луче и во взвешенном состоянии.

Понятие об эвтектике. Нонвариантная (при постоянном давлении) точка в системе из n компонентов, в которой находятся в равновесии n твердых фаз и жидкая фаза. Эвтектическая композиция представляет собой жидкий раствор, кристаллизующийся при наиболее низкой температуре для сплавов данной системы. Соответственно, температура плавления сплава эвтектического состава — также самая низкая, по сравнению со сплавами другого состава для данной системы компонентов.

Перитектика. Равновесие трех фаз в системе, состоящей из компонентов А и В: двух твердых растворов на основе А и В и жидкого раствора (расплава). Перитектика существует при постоянной температуре, называется перитектической точкой, которая является промежуточной между температурами плавления чистых веществ А и В. Образование перитектики используется в металловедении, производстве материалов для микроэлектроники, галургии.

Инконгруентно плавящиеся соединение. Соединение плавящиеся с разложением.

Конгруентное плавление. Химическое соединение плавящиеся без разложения.

Кристаллизация из раствора в принципе не отличается от кристаллизация из расплава. Однако в данном случае имеется в виду значительная разница в температурах плавления растворенного вещества и растворителя и значительно меньшая вязкость среды, из которой идет кристаллизация. Имея политерму растворимости двойной системы, всегда можно выделить соединение в чистом виде или в виде сольвата. Кристаллизацию из растворов можно проводить в изотермических условиях путем отгонки летучего растворителя под вакуумом или при обычном давлении. Непременным условием применения этого метода является возможность удаления молекул сольватирующего растворителя без разложения самой соли. Выделение химических соединений может происходить из твердых растворов. Начальная стадия реакции состоит в образовании двух- и трехмерных центров кристаллизации, затем происходит их рост, приводящий к гетерогенности и появлению фазовых областей согласно законам гетерогенного равновесия. Образование соединения может осуществляться и при выделении его из насыщенного раствора из-за уменьшения равновесной растворимости с понижением температуры. На начальных стадиях происходят процессы старения раствора, а затем выделение химического соединения часто в виде хорошо образованных кристаллов.

Реакция газа с жидкостью или жидким раствором.

Если образующееся при реакции вещество также жидкое или дает с растворителем однородную фазу, то реакция, как правило, идет без затруднений. Если же образующееся вещество является твердым, то это дополнительно ускоряет реакцию, как это имеет место, например, при осаждении сульфидов тяжелых металлов пропусканием сероводорода через растворы их солей или при образовании карбонатов пропусканием углекислого газа через растворы гидроксидов кальция и бария. Реакция может не заканчиваться образованием первичного соединения я продолжаться дальше с образованием новых, иногда лучше растворимых соединений. Классическим примером этого является образование гидрокарбонатов щелочноземельных металлов.

Синтез в условиях перехода газ – твердое – газ. Сочетанием реакций соединения и разложения с участием газов являются химические транспортные реакции. Сущность синтеза при помощи транспортных реакций заключается в проведении процессов соединения–разложения так, чтобы исходные и получаемые вещества находились не только в разных фазах, но чтобы целевое вещество получалось в результате перехода из газовой фазы в твердую в условиях, обеспечивающих получение хорошо образованных кристаллов.

Уравнение реакции транспорта в общем виде

Т1

аА(газ) + вВ(газ) àсС(тв.) + Д (газ) + …

Т2

свидетельствует о том, что твердое вещество фигурирует лишь в одной части уравнения.

Для осуществления транспорта в равной мере применимы реакции соединения–разложения и диспропорционирования, известны процессы, совмещающие эти два типа реакций.

Реакция твердой фазы с жидкой. Возможности взаимодействия твердого вещества с жидкостью, индивидуальным соединением или жидким раствором очень разнообразны, например растворение металлов в кислых или щелочных растворах, образование карбонатов и сульфатов на поверхности гидроксидов, взаимодействие твердых гидроксидов щелочных металлов с водой. Скорость гетерогенной реакций на поверхности раздела твердой и жидкой фаз определяется величиной этой поверхности и степенью проницаемости образующихся продуктов реакция. Если они растворимы в жидкой фазе, то реакция идет беспрепятственно и до конца. При образовании малорастворимых соединений реакция постепенно затухает, но она может быть ускорена обновлением поверхности.

Взаимодействие твердых веществ. Два твердых вещества легко, взаимодействуют друг с другом, если вновь образующиеся при данных условиях соединения находятся в газообразном или жидком состоянии.

Иногда результатом реакций двух твердых соединений бывают также твердые при данных условиях соединения. Это имеет место, например, при спекании металлических порошков, оксидов, сульфидов, при получении сложных силикатов длительным нагреванием смеси их компонентов.