Механизм растворения

растворяемого  вещества. Это обусловлено, что в растворе происходит взаимодействие частиц растворяемого вещества с растворителем. Растворение часто сопровождается выделением или поглощением теплоты, а также увеличением или уменьшением объема раствора. Так, например, при смешивании 1 л этилового спирта и 1 л воды объем образующегося раствора оказывается равным не 2 л, а 1,93 л. Уменьшение объема связано с образованием водородных связей между молекулами спирта и воды. Растворение некоторых веществ сопровождается выделением (концентрированные кислоты, щелочи) или поглощением тепла (растворение некоторых солей, хлорид натрия или калия). Все это указывает на то, что процесс растворения является сложным физико-химическим процессом.

Основу современной теории растворов создал Д.И. Менделеев. Он установил, что при растворении протекают одновременно два процесса: физический – равномерное распределение частиц растворяемого вещества по всему объему раствора, и химический – взаимодействие растворителя с растворяемым веществом. Последний процесс называют сольватацией (от лат. Solverе - растворять), а образующиеся соединения – сольватами. Применительно к водным растворам говорят о гидратации и гидратах. 

Между ионами Na⁺ и Cl^– хлора и полярными молекулами воды возникает ионно-дипольная связь. Она оказывается прочнее, чем межионные связи в молекулах поваренной соли. В результате этого процесса связь между ионами, расположенными на поверхности кристаллов NaCl, ослабляется, ионы натрия и хлора отрываются от кристалла, а молекулы воды образуют вокруг них так называемые гидратные оболочки.  Отделившиеся гидратированные ионы под влиянием теплового движения равномерно распределяются между молекулами растворителя.  

Процесс сольватации зависит от природы растворенного вещества. При растворении веществ с ионной структурой образование сольватов происходит за счет ион-дипольных взаимодействий или донорно-акцепторных (молекулы растворенного вещества акцепторы, а молекулы растворителя – доноры электронов). Последнее характерно для таких растворителей как вода, аммиак, образуемые сольваты – частный случай комплексных соединений. При растворении веществ с молекулярной структурой сольваты образуются в результате диполь-дипольного взаимодействий.

Подтверждением взаимодействий между растворителем и растворенным веществом является то, что многие вещества выделяются из растворов в виде кристаллов, содержащих связанную (кристаллизационную воду) - кристаллогидраты. Например, кристаллогидрат сульфата меди (медный купорос) CuSO₄∙5H₂O, кристаллогидрат сульфата меди (глауберова соль) Na₂SO₄∙10H₂O, кристаллогидрат хлорида алюминия AlCl₃∙6H₂O.

Взаимодействие между растворенным веществом и растворителем меняется в зависимости от количественных соотношений между ними. При повышении количества растворенного вещества усиливается интенсивность взаимодействий и усложняется структура раствора. При уменьшении доли растворенного вещества взаимодействие ослабевает, и структура раствора упрощается.

В общественном питании и производстве продуктов питания процессы растворения играют как основную, так и вспомогательную роль. Например, при приготовлении сахарных сиропов, рассолов, бульонов, мороженого, киселей и др. процессы растворения играют важнейшую роль в формировании качества готовых изделий.

При  изготовлении различных кулинарных изделий на предприятиях общественного питания необходимо учитывать содержание воды в продуктах, ее физиологическую роль в клетках, влияние на сохранность продуктов, характер связи с материалом, а также иметь представление о формировании кристаллов льда при замораживании.

Большинство пищевых продуктов  это системы, в которых влага имеет различные формы связи с сухим скелетом тела. Классификацию форм связи влаги в дисперсных системах предложил академик П.А. Ребиндер. В основе классификации лежит природа образования  и энергия связи влаги с материалом. По этой классификации выделяют три формы связи влаги:

– химическую или адсорбционную (вода кристаллогидратов или коллоидных растворов)

– капиллярную (осмотически удерживается в микрокапиллярах)

– механическую или свободную (механически удерживаемая в порах вещества вода)

Наибольшим изменениям в технологических процессах подвергается механически связанная вода. Для удаления химически связанной воды необходимо химическое воздействие или интенсивная тепловая обработка.