Эмульсии. Типы эмульгаторов. Определение типа эмульсии. Способы разрушения.

Эмульгаторы – это вещества, образующие адсорбционный слой на поверхности раздела фаз дисперсная фаза (капли)/дисперсионная среда. Этот слой препятствует непосредственному соприкосновению капель и их слиянию (коалесценции

В качестве эмульгаторов могут применяться самые различные по природе вещества: ПАВ, молекулы которых содержат ионогенные полярные группы, (мыла в широком смысле слова), неионогенные поверхностно-активные вещества,ВМС. Эмульгирующей спос-тью обладают даже порошки. Стабилизация более или менее конц-х эмульсий с помощью обычных неорганических электролитов невозможна вследствие недостаточной адсорбции их ионов на межфазной границе неполярный углеводород/вода.

Определение типа эмульсий.

Если тип эмульсий неизвестен, его легко можно установить одним из следующих способов: 1) смешиванием с водой; 2) окрашиванием одной из фаз; 3) нанесением на парафиновую пластинку.

По 1 способу небольшую порцию испытуемой эмульсии смешивают с водой. Если эмульсия равномерно распределяется по всему объему воды, то — вода дисперсионная среда, и данная эмульсия относится к первому типу (М/В). Если же испытуемая эмульсия с водой не смешивается, то это эмульсия второго типа (В/М).

По 2 способу небольшой объем эмульсии смешивают на предметном стекле с краской, растворимой только в одной из жидкостей, например с метиленовым синим, растворимым лишь в воде. После этого эмульсию рассматривают под микроскопом. В случае эмульсии М/В дисперсионная среда — вода — окрасится в голубой цвет и будут видны неокрашенные «шарики» — капли масла. В случае эмульсии обратного типа крупинки красителя метиленового синего останутся лежать на поверхности эмульсии, так как краска, нерастворимая в масле, не сможет проникнуть к капелькам воды и окрасить их. При применении краски, растворимой в масле, например судана III, будет наблюдаться обратная картина.

3 способ. При нанесении на стеклянную пластинку, покрытую слоем парафина, капля эмульсии растекается, если дисперсионной средой является масло (эмульсия В/М), и не растекается, если дисперсионной средой служит вода (эмульсия M/B).

Эмульсии со временем разрушаются. В некоторых случаях возникает необходимость ускорить разрушение эмульсий, например, разрушение эмульсии в сырой нефти. Ускорить процесс разрушения можно всеми путями, ведущими к уменьшению прочности защитной пленки эмульгатора и увеличению возможности соприкосновения частиц друг с другом.

Методов разрушения эмульсии (деэмульгирования) очень много. Наиболее важными из них являются следующие:

1)химическое разрушение защитных пленок эмульгатора, например, действием сильной минеральной кислоты;

2)прибавление эмульгатора, способного вызвать обращение фаз эмульсии и снижающего этим прочность защитной пленки;

3)термическое разрушение - расслоение эмульсий нагреванием. С повышением температуры уменьшается адсорбция эмульгатора, что ведет к разрушению эмульсии;

4)механическое воздействие. К этому методу относится механическое разрушение стабилизированных пленок, например, сбивание сливок в масло.

5)действие электролитов вызывает разрушение эмульсий, стабилизированных электрическим зарядом частиц.  

Пены: особенности строения, устойчивость и свойства, получение, применение. Пенообразователи.

Пены – грубодисп.высококонц.сист., в кот.дисперсной фазой явл.пузырьки газа, а дисперсионной средой – жидкость в виде тонких пленок.

Методы пол-я: из грубодисп.сист, исп-я диспергационные методы (осн.на дроблении газа на пузырьки при подаче его в р-р пенообразователя. Обычно неб-е порции газа вводят в р-р и дробят их до мелких пузырьков. Легче всего этого добиться, продувая газ через трубку, опущенную в жид-ть) и из истинных р-ров с пом-ю конденсационных методов (будущая газовая фаза вначале присутствует в виде отдельных мол-л, из кот.затем образ-ся пузырьки).

Устойчивость: пены - т/д-ки неустойчивы. Их обр-ние сопровождается увелич.свободной энергии. Избыт.энергия вызывает самопроизв-ые процессы,к-ые ведут к уменьшению дисперсности и разрушению её как дисп.системы. min значение свободн.энергии достигается при полном разделении пены на 2 сплошные фазы:ж-ть и газ.

Пены обладают относит.устойчивостью: 1)кинемат.(седиментационная)-способность системы противостоять силе тяжести; 2)агрегативная-способность сохранять неизменными размеры частиц дисп.фазы и их индивидуальность.

Свойства пены:

- устойчивость;

- огнестойкостьпены характеризует ее поведение в реальных условиях пожаротушения.

-вязкостьпены характеризует ее спос-ть к растеканию и оценивается коэффициентом динамической вязкости m, либо напряжением сдвига s. Коэффициент динамической вязкости возрастает с увеличением кратности пены и ее дисперсности.

- плотность пены зависит от соотношения жидкой и газовой фаз. Пены, используемые для тушения пожаров, обычно имеют плотность 10-5 кг/м³ и меньше.

-электропроводностьпены пропорциональна количеству содержащейся в ней жидкости. Экспериментально установлено, что отношение электропроводности жидкости к электропроводности пены линейно связано с отношением их плотностей. Уравнение, описывающее эту зависимость имеет следующий вид:

Х_ж/Х_п = 3/2К_п

где Х_ж, Х_п - удельные электропроводности раствора и пены, соответственно.

Передача тепла в пене происходит через пузырьки газа и через жидкостные пленки между ними. Из-за наличия газовой фазы теплопроводность пен незначительна.

Примение: 1)пищев.продукты;2)пеносушка-сушка с предварительным вспениванием, обесп-ет получение сух.продуктов; 3)лекарства; 4)пенные аппараты для проведения процессов в г/ж системах.

Вещества, участвующие в образовании пены, называются пенообразователями. Они относятся к классу эмульгаторов, способных создавать условия для равномерной диффузии газовых соединений в жидкие и твердые составы продуктов. Наиболее активное применение получили в пищевой промышленности.