* Данный текст распознан в автоматическом режиме, поэтому может содержать ошибки

171 МЕТАНОВОЕ БРОЖЕНИЕ —МЕТАСТАБИЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ 172 3,5-дисульфокислоте. И з реакций нуклеофильного з а м е щ е н и я в М. к. практич. значение имеет замена Н в О з - г р у п п ы на о к с и г р у п п у при сплавлении с N a O H п р и 280° (получение .%-аминофенола). Функциональные свойства аминогруппы проявляются в р е а к ц и я х а ц е т и л и р о в а н и я и диазотирования; при диазотирован и и М. к. легко о б р а з у е т диазоаминосоединение — д п а з о а м и н о б е н з о л - 3 , 3 & - д и с у л ь ф о к и с л о т у . Поэтому М. к. д и а з о т и р у ю т в у с л о в и я х , исключающих образование д и а з о а м и н о с о е д и н е н и я , п р о п у с к а н и е м через водную с у с п е н з и ю окислов азота п р и сильном о х л а ж д е н и и . В пром-сти М. к. получают восстановлением 3-нитробензолсульфокислоты; ее широко применяют в произ-ве синтетич. красителей. в, А . Пучков. М Е Т А Н О В О Е Б Р О Ж Е Н И Е — см. Брожение. М Е Т А Н О Л СНзОН — название простейшего али­ фатич. спирта — метилового спирта по женевской н о м е н к л а т у р е органич. соединений. М Е Т А С Т А В И Л Ь Н О Е СОСТОЯНИЕ — состояние, не являющееся термодинамически устойчивым, но с п о с о б н о е длительно сохраняться во времени. П р и у з к о м применении этого понятия сюда относят состоя­ ния п е р е с ы щ е н н о г о р а с т в о р а , пере­ с ы щ е н н о г о пара, п е р е о х л а ж д е н н о й или п е р е г р е т о й ж и д к о с т и и д р . , подоб­ ные им. В о з м о ж н о с т ь длительного существования вещества в т а к и х с о с т о я н и я х связана с тем, что самопроиз­ вольное образование частичек новой фазы требует значительно большей степени пересыщения, переох­ л а ж д е н и я и л и перегрева, чем в присутствии этой фазы и л и частиц, облегчающих ее выделение. Т а к , водя­ ной пар п р и отсутствии в нем каких-нибудь частиц, к-рые могли бы послужить центрами конденсации ( н а п р . , пылинок), может быть с ж а т до концентрации в несколько р а з более высокой, чем концентрация насыщенного пара. Это объясняется тем, что очень маленькие капли воды, возникающие первоначально, о б л а д а ю т более высоким давлением насыщенного пара, ч е м давление его н а д плоской поверхностью жидкости п р и данной темп-ре; обычный насыщенный и д а ж е не­ м н о г о пересыщенный пар является ненасыщенным в отношении таких очень маленьких капель, и о н и ис­ п а р я ю т с я . Присутствие центров конденсации снижает степень пересыщения, н е о б х о д и м у ю д л я образования частиц новой фазы. Подобным ж е образом при кристаллизации веще­ ства из раствора в отсутствии готовых центров кри­ с т а л л и з а ц и и образование очень мелких кристалликов н о в о й фазы требует пересыщения раствора из-за бо­ лее высокой растворимости и х по сравнению с раство­ римостью к р у п н ы х кристаллов. Аналогичные явле­ н и я имеют место при п е р е о х л а ж д е н и и чистой ж и д ­ кости до темп-р н и ж е ее темп-ры кристаллизации и л и при перегреве ее до темп-р выше ее темп-ры кипе­ н и я п р и данном давлении. В последнем случае обра­ з о в а н и е пузырьков пара в объеме ж и д к о с т и может о б л е г ч а т ь с я также выделением растворенных газов. К р о м е того, стенки сосуда, в зависимости от материа­ л а его и состояния поверхности, часто могут облег­ чать выделение вещества в новой фазе как при кипе­ н и и , так и при конденсации, кристаллизации и проч. Вещества в М. с. всегда обладают более высоким значением мольного изобарного потенциала (см. Термодинамические потенциалы), чем в устойчивом с о с т о я н и и , и, в соответствии с этим, они обладают б о л ь ш е й способностью к различным переходам и пре­ в р а щ е н и я м — большим давлением насыщенного пара, б о л е е высокой растворимостью, большей активностью п р и химич. взаимодействиях и пр. Нередко возможно бывает осуществить переход вещества и з одного М. с. в д р у г о е , являющееся т о ж е метастабильным, н о отно­ сительно более устойчивым, чем первое в данных у с л о в и я х . Можно с помощью химич. реакции или фа­ зового перехода получить и л и выделить данное веще­ ство с р а з у в М. с , проводя процесс в у с л о в и я х , доста­ точно д а л е к и х от равновесных. Более устойчивая форма всегда менее растворима, чем менее устойчивая. Н а п р . , N a S 0 4 о б р а з у е т два гидрата: 1) стабильный N a S O 4 * 1 0 H O и 2) метастабильный N a S 0 - 7 H 0 . П р и 20° растворимость пер­ вого (считая на безводный N a S 0 ) равна 16,2 вес. %, а второго—30,9 вес. %; поэтому раствор, насыщенный по отношению к N a S 0 * 7 Н 0 , будет пересыщенным по отношению к N a S 0 - 1 0 Н О . Однако в обычных у с л о в и я х , т. е. при доступе в о з д у х а , в к-ром носятся мельчайшие частички N a S 0 * 1 0 Н О , последние, по­ падая в р - р , играют роль центров к р и с т а л л и з а ц и и , вызывающих выпадение кристаллов N a S 0 * 1 0 Н О . Но если раствор N a S 0 4 , насыщенный при темп-ре ок. 34° (т. е. выше 32°— верхней температурной гра­ ницы устойчивого существования Na S04-10Н О), о х л а ж д а т ь , тщательно защищая его от попадания ча­ стичек N a S 0 - Ю Н 0 , то н и ж е темп-ры 24°, к-рая является верхней границей существования N a S 0 4 • 7 Н 0 , могут выделиться кристаллы последнего. Д в а М. с. данного вещества могут быть связаны устой­ чивым равновесием м е ж д у собой. Т а к , п е р е о х л а ж д е н ­ ная вода н а х о д и т с я в устойчивом равновесии со своим насыщенным паром. Но пар этот является пересыщен­ ным по сравнению с равновесным паром льда при этой темп-ре (при — 1 0 ° давление насыщенного пара пере­ о х л а ж д е н н о й воды равно 2,143 мм рт. ст., а льда — 1,946 мм рт. ст.). 2 2 2 2 4 2 2 4 2 4 2 2 4 2 2 4 2 2 4 2 a 2 2 2 4 2 2 2 На практике М. с. встречаются в самых различных формах. В о б л а к а х вода в виде ж и д к и х капелек может сохраняться до —40° (и н и ж е ) , не замерзая при от­ сутствии центров кристаллизации. Способность пере­ сыщенного водяного пара конденсироваться на з а р я ­ ж е н н ы х частицах лежит в основе работы широко из­ вестной камеры Вильсона, используемой в ядерной физике. Нек-рые группы веществ, напр. силикаты, допускают п е р е о х л а ж д е н и е до темп-р, при к-рых теп­ ловое движение частиц у ж е не может легко разрывать возникающие м е ж д у ними связи. В результате этого происходит сильное уменьшение подвижности частиц в жидкости, и она переходит в стеклообразное состоя­ ние. Стекла являются М. с. вещества по отношению к соответствующим кристаллам. Однако, в отличие от рассмотренных выше случаев, здесь переход в устой­ чивое (кристаллическое) состояние тормозится необ­ ходимостью разрыва значительного числа связей, существующих м е ж д у частицами, что в кинетич. от­ ношении играет роль нек-рого энергетич. барьера. Поэтому при темп-pax, достаточно низких по сравне­ нию с нормальной темп-рой кристаллизации данного вещества, стекла являются практически устойчивыми в отношении кристаллизации и только при повышении темп-ры эта способность у н и х усиливается. В связи с подобным ж е торможением перехода и з одной кристаллич. формы в д р у г у ю во многих слу­ ч а я х модификации данного вещества, не являющиеся наиболее устойчивыми в рассматриваемых у с л о в и я х , могут сохраняться долгое и л и практически неограни­ ченнее время, с о х р а н я я , однако, способность само­ произвольно переходить в более устойчивую форму. Так, белое олово может сохраняться, не переходя в серое, и при темп-pax ниже 13°, но в этих у с л о в и я х оно является метастабильным в отношении такого пе­ рехода. Х о т я устойчивой кристаллич. формой SiO при комнатных темп-pax является кварц, а тридимит и кристобалит (устойчивые при высоких темп-рах) отвечают при комнатных темп-pax М. с. S i 0 , однако практически о н и могут сохраняться в этих у с л о в и я х неограниченное время. 2 2