Ludzie często spotykają się z emulsjami w życiu codziennym, czasem nawet nie podejrzewając, że to one. Czym są te substancje, czym one są?
Emulsja to jednorodny układ dyspersyjny dwóch nie mieszających się cieczy. Zewnętrznie praktycznie nie różni się od tylko jednorodnej cieczy. Różnica między emulsją a tą ostatnią polega na obecności mikroskopijnych kropelek fazy dyspersji, rozprowadzonych w głównej cieczy, tj. medium dyspersyjne. Najprostszym przykładem takiego systemu, z jakim każdy spotkał się w życiu codziennym, jest mleko. W nim tłuszcz mleczny jest rozproszony w wodzie.
Rodzaje emulsji
Głównymi czynnikami wpływającymi na stosunek emulsji do konkretnego rodzaju są:
- skład faz ciekłych
- stosunek faz ciekłych
- metoda emulgowania
- charakter emulgatora
- inne czynniki
Zgodnie z tymi punktami rozróżnia się następujące rodzaje emulsji:
Prosty. Powstają z niepolarnej cieczy rozproszonej w środowisku polarnym, zwykle olej w wodzie. Najlepszymi emulgatorami do emulsji bezpośrednich są sole potasowe i sodowe kwasów tłuszczowych, tj. mydła, które adsorbując się na powierzchni kropli, zmniejszają napięcie powierzchniowe, zwiększają wytrzymałość mechaniczną i chronią przed zniszczeniem.
Emulsje odwrócone (inwertowane). Emulsje te obejmują układy woda w oleju. Emulgatory - nierozpuszczalne sole kwasów tłuszczowych, na przykład wapń, glin, magnez.
Liofilowy. Emulsje te są zdolne do samorzutnego tworzenia, ponieważ są termodynamicznie stabilne. Powstały w pobliżu krytycznych temperatur mieszania dwóch faz. Przykładem takiej emulsji jest płyn obróbkowy.
Liofobiczny. Emulsje te nie tworzą się same, ponieważ nie mają stabilności termodynamicznej. Wpływy mechaniczne lub proces powstawania kropli jednej z faz z roztworu przesyconego są głównymi drogami powstawania emulsji liofobowych.
Metody wytwarzania emulsji
Istnieją dwa sposoby uzyskania emulsji: kruszenie kropelek, tworzenie filmu i pękanie.
Miażdżące krople. Fazę dyspersyjną powoli dodaje się do ośrodka dyspersyjnego w obecności emulgatora z mieszaniem. W rezultacie powstaje wiele małych kropelek. Liczba kropel i ich wielkość zależy od rodzaju emulgatora, szybkości mieszania, temperatury, pH ośrodka oraz szybkości wprowadzania fazy dyspersyjnej.
Powstawanie i pękanie filmu. Ciecz, która nie miesza się z medium dyspersyjnym, tworzy na swojej powierzchni film, który rozrywany jest przez pęcherzyki powietrza wydobywające się ze specjalnej rurki na dnie naczynia. W takim przypadku następuje intensywne mieszanie i emulgowanie. Podobny mechanizm działania, ale bardziej skuteczny, to użycie ultradźwięków do tworzenia i mieszania emulsji.
