11. Эмульсии. Их стабилизация и разрушение.

Эмульсии – это микрогетерогенные системы, состоящие из 2х взаимно нерастворимых жидкостей. При этом отдельные капельки одной из них окружены сплошной средой другой жидкости.

.

Эмульсии классифицируют:

1). По концентрации дисперсной фазы: разбавленные - ,

концентрированные -

высококонцентрированные

74% соответствует мах упаковке шаров одинакового размера.

2). По полярности дисперсной фазы и дисперсионной среды:

прямые (I рода) М/В

обратные (II рода) В/М

Здесь «В» - любая полярная жидкость «вода», неполярная жидкость «М» - масло (любая органическая жидкость.)

Чтобы придать эмульсии относительную устойчивость, используют специальные вещества – эмульгаторы. Поэтому все искусственные эмульсии 3х компонентов (В+М+ЭМ). Эмульгаторы ↓σ на межфазной поверхности, препятствуя смешиванию фаз. Это ПАВы с числом атомов с-8-10 (алкульсульфаты, алкилсульфаты, белки молока, сои, плазмы крови, крахмал - пищевой). Кроме ↓σ они понижают вязкость пленки на межфазной поверхности, мелкодисперсные порошки (графит, гипс), ВМС (протеин, каучук).

Получение эмульсий.

1. конденсационные методы (из паров, замена растворителя – бензол-вода)

2. диспергационные

2.1 механическое диспергирование

2.1.1 прерывистое встряхивание d=50-100 мкм, оно более эффективно, чем непрерывное. Так за 2 мин. при встряхивании через 20-30 сек. вручную получается такая же эмульсия как за 7 мин. при 3000 механических толчках.

2.1.2. Гомогенизация – жидкость пропускается под давлением через малые отверстия. Гомогенизируют молоко d~0.2 мкм – не отстаивается.

2.2 Ультразвуковое диспергирование. .

2.3 Электрическое диспергирование (∆φ между капилляром с истекающей жидкостью и другой жидкостью).

3. самопроизвольное эмульгирование (для «ж» с очень малым ε) – жир в кишечнике под действием солей желчных кислот.

Определение типа эмульсии. Дисперсной средой является та жидкость, которая лучше растворяет или смачивает эмульгатор.

Экспериментальные методы:

1. Метод разбавления – если капля эмульсии равномерно распределяется в объеме воды, то это М/В; если капля не диспергируется, то это В/М.

2. Метод смачивания гидрофобной поверхности (каплю эмульсии на парафин, если она растекается, то это В/М).

3. Измерение электропроводности (если ток проводит и лампа не загорается, то М/В)

Разрушение эмульсии (необходимо для производства сливочного масла, обезвоживания сырой нефти – до 60% Н₂О)

Используют:

химические методы – вводят деэмульгаторы – вещества, которые могут:

растворять защитную пленку – СCl₄

сжимают ДЭС и переводят эмульгатор в малорастворимую форму – электролиты с поливалентными ионами

перевод эмульсии в обратную – добавка ПАВ с меньшим σ, способных растворять эмульгатор – амиловый спирт

термические методы – нагрев (ускоряет химическую реакцию, уменьшает η), замораживание (разрыв оболочек кристаллами льда).

Центрифугирование (расслаивание)

фильтрование через вещества, смачивающиеся дисперсной средой

Применение: майонез, соусы, сливочное масло, лекарства: внутрь М/В, наружное В/М. Эмульсионная полимеризация – каучуки, полистирол.