Co je to emulze? | Zajímavosti | Zjistěte vše

Emulze jsou dispergované systémy, ve kterých jsou disperzní médium a dispergovaná fáze v kapalném stavu. Emulze jsou obvykle hrubě rozptýlené systémy. Takové systémy se často vyskytují v přírodě, například mléko, mléčná šťáva gumárenských rostlin. V prvním případě se ve vodě disperguje tuk a ve druhém uhlovodík z gumy. Obě tyto látky jsou téměř úplně nerozpustné v disperzním prostředí, tedy ve vodě. Emulze jsou tedy mikroheterogenní systémy sestávající ze dvou prakticky vzájemně nerozpustných kapalin, které se od sebe značně liší povahou svých molekul. Pokud je jedna z kapalin polární, například voda, pak druhá musí být nepolární nebo mírně polární, například organická kapalina.

Nízkopolární organické kapaliny – benzen, benzín, petrolej, anilin, olej atd. – bez ohledu na jejich chemickou povahu, se nazývají ropa.

V praxi jsou nejčastější vodní emulze, tedy emulze, ve kterých je jednou ze dvou kapalin voda. Takové emulze se dělí na dva typy: olej ve vodě (zkráceně o/v) a voda v oleji (o/v). V emulzích prvního typu (přímých) je disperzní fází olej a disperzním médiem voda. V emulzích druhého typu (inverzní) je voda dispergovaná fáze, rozbitá na kapičky a olej je disperzní médium.

Aby se získala emulze, dvě nemísitelné kapaliny procházejí emulgačním procesem, který spočívá v mechanickém protřepávání, rozmělňování speciálními lopatkovými míchadly nebo protlačování úzkými trhlinami a rozbíjení kapalin na sebe. V technologii existuje velké množství mechanismů, kde se disperze dosahuje buď prostým rozbitím relativně velkých kapiček na menší, nebo natažením kapaliny do filmu, který při roztržení vytváří hmotu malých kapiček. K získání zvláště jemně dispergovaných emulzí se používá ultrazvuková metoda.

Emulze získané z čistých kapalin jsou obvykle velmi nestabilní; kapičky se při vzájemném kontaktu spojí a rozptýlený systém se postupně rozdělí na dvě nemísitelné kapaliny. Nestabilita emulzí se vysvětluje přítomností nadbytečné rezervy volného povrchu na fázové hranici, což se projevuje vysokým povrchovým napětím. Proces vrstvení emulze probíhá spontánně, protože v tomto případě systém s vyšším stupněm disperze, s větší volnou povrchovou energií, přechází do systému s nízkou disperzí, čímž se snižuje povrchové napětí. Proces samovolného slučování kapiček kapaliny, který končí oddělením emulze na kapaliny, z nichž je složena, se nazývá koalescence.

Podobně jako u koloidních systémů je tvorba stabilních emulzí možná pouze za přítomnosti látek, které adsorpcí na povrchu kapiček zabraňují jejich slučování a dodávají systému agregátní stabilitu. Látky, které zajišťují stabilitu emulze, se nazývají emulgátory.

Podle vlastností, především podle stability agregátu, se emulze dělí na dvě skupiny: zředěné emulze, u kterých je koncentrace dispergované fáze nízká (méně než 1 %), a koncentrované emulze, u kterých je koncentrace dispergované fáze významná (objemová koncentrace přesahuje 1 %).

Ředěné emulze se vyznačují svou stálostí v nepřítomnosti speciálního emulgátoru (stabilizátoru). Koncentrace takových emulzí obvykle nepřesahuje 0,1–0,01 %, v důsledku čehož je pravděpodobnost kolize kapiček dispergované fáze, která je tvoří, velmi nízká. Takové systémy se chovají zcela podobně jako lyofobní soly. Jejich relativní stabilita je určena existencí dvojité elektrické vrstvy na povrchu kapiček emulze. Minimální množství elektrolytu potřebné k tomu je v použitém oleji vždy přítomno ve formě nečistot.

V koncentrovaných emulzích, na rozdíl od zředěných, při jakékoli výraznější koncentraci dispergované fáze dochází ke slučování kapiček vyšší rychlostí a emulze se během krátké doby rozdělí na dvě vrstvy. Získání stabilních koncentrovaných emulzí je možné pouze za přítomnosti speciálních emulgátorů.

Emulgátory, v závislosti na jejich chemické povaze, mohou stabilizovat emulzi snížením povrchového napětí na rozhraní, dodáním elektrického náboje stejného znaménka částicím emulze a vytvořením mechanicky pevných magnetických filmů z emulgátoru na povrchu kapiček. Takové filmy chrání částice emulze před vzájemným splynutím, když se srazí, a tento faktor může být důležitější než působení elektrických nábojů. To platí zejména pro koncentrované emulze, ve kterých emulgátory, které pouze udělují náboj částicím, již neposkytují stabilitu.

Emulgátory schopné vytvářet silné ochranné filmy zahrnují vysokomolekulární sloučeniny, jako saponin, proteiny (želatina, kasein), kaučuk, pryskyřice, soli mastných kyselin (mýdla) atd. Tyto látky, zejména mýdla, mající určitou povrchovou aktivitu, se adsorbují na povrchu kapiček emulze a tvoří strukturovaný obal, který je viskózní, pevný a elastický. Při srážce částic se taková skořápka obvykle nezničí ani nevytlačí, díky čemuž emulze získávají vysokou stabilitu.

Největší zájem je o gelové nebo tuhé emulze. V nich, stejně jako v podobných suspenzích, přechází stabilizační účinek emulgátoru ve strukturující účinek.

Gelové emulze se vyznačují vysokou stabilitou, pevností a dalšími mechanickými vlastnostmi, které jsou dány přítomností jemné struktury v nich. Tato struktura je síťový rám z dvourozměrného želé vyrobeného z emulgátoru s vysokým obsahem polymeru. Příklady takových emulzí jsou konzistentní lubrikanty, margarín, máslo, husté krémy. Běžnými emulzemi jsou mléko, smetana a kapaliny používané při zpracování kovů.

Emulze se časem rozpadají. V některých případech je potřeba urychlit rozklad emulzí, například rozklad emulzí v ropě. Proces destrukce lze urychlit všemi prostředky, které vedou ke snížení pevnosti ochranného filmu emulgátoru a zvýšení možnosti vzájemného kontaktu částic.

Existuje mnoho metod rozbití emulze (demulgace). Nejdůležitější z nich jsou následující:

Chemická destrukce ochranných filmů emulgátoru např. působením silné minerální kyseliny.

Přidání emulgátoru schopného způsobit přepólování fáze emulze a tím snížit pevnost ochranného filmu.

Tepelná destrukce je oddělení emulzí zahříváním. S rostoucí teplotou klesá adsorpce emulgátoru, což vede k destrukci emulze.

Mechanický náraz. Tato metoda zahrnuje mechanické ničení stabilizovaných filmů, jako je stloukání smetany do másla. Centrifugace také odkazuje na mechanické působení.

Působením elektrolytů dochází k destrukci emulzí stabilizovaných elektrickým nábojem částic.

Emulze se používají v mnoha chemicko-technologických procesech – při výrobě mýdla, při výrobě mléčných výrobků, při výrobě emulzních barev, při výrobě kaučuků polymerací, při výrobě plastů a v dalších průmyslových odvětvích.

Emulze je tzv. homogenní disperzní systém, který se skládá ze dvou nemísitelných kapalin. Jeho vzhled se prakticky neliší od vzhledu běžné homogenní kapaliny. Emulze je charakterizována přítomností malých kapiček disperzní fáze distribuovaných v disperzním médiu. Nejjednodušším a nejznámějším příkladem tohoto systému je mléko, ve kterém jsou kapičky mléčného tuku rovnoměrně rozmístěny ve vodě.

Typy emulzí

Všechny emulze lze rozdělit do několika typů. Hlavními faktory pro to jsou způsoby emulgace, složení kapalných fází a poměr mezi nimi, jakož i povaha samotného emulgátoru. Emulze se dělí do čtyř typů: přímé, reverzní, lyofilní, lyofobní.

Způsoby získávání emulzí

Emulze jednoho nebo druhého typu lze získat dvěma způsoby: tvorbou filmu nebo drcením kapek. První způsob spočívá ve vytvoření tenkého filmu kapaliny na povrchu dispergovaného média, který se s ním nemísí. Poté je prasklý četnými vzduchovými bublinami. Tímto způsobem dochází k míchání a emulgaci. Možnost s fragmentací kapek je založena na skutečnosti, že disperzní fáze se pomalu přidává do disperzního média; během míchání je přítomen emulgátor, který ovlivňuje velikost a množství mnoha vytvořených kapiček.

Aplikace emulzí

Různá průmyslová odvětví široce používají různé typy emulzí: stavebnictví, automobilový průmysl, zemědělství, potravinářský průmysl a mnoho dalších. Přímé emulze se zpravidla používají, když je potřeba chránit konkrétní předmět před zničením a zlepšit jeho mechanickou pevnost. Například pro zpracování oceli lze použít lyofilní řeznou kapalinu adrana d 407.
Jak poznamenávají redaktoři uznayvse.ru, charakteristické vlastnosti emulzí jim umožňují být nenahraditelnou součástí výroby. 5 nejnebezpečnějších chyb v zimní péči o vlasy Zima je pro vlasy opravdovou zkouškou, a pokud se o ně v chladném období pořádně nestaráte, na jaře místo krásných lesklých kadeří. Proč ropa jednou za měsíc zdraží? Za poslední týden v červenci 2021 se slunečnicový olej v Rusku zdražil v průměru o 0,11 % a během prvního srpnového týdne o 0,17 %. Celkově od začátku. Vývoj plavek v SSSR (21 fotografií) V dnešní době se dovolená na pláži stává skvělou příležitostí pro každou dívku, jak předvést svou postavu. To je důvod, proč se krásky snaží „zhubnout na… 8 módních ano pro typ postavy obrácený trojúhelník Pokud máte široká ramena (mnohem širší než vaše boky), masivní hrudník, úzké boky a slabé hýždě – gratulujeme, jste „obrácený. 6 typů ošklivých společníků na cesty: jak s nimi cestovat? Často jsme na cestách nuceni být ve stejném prostoru s úplně cizími lidmi. Existují různé typy spolucestujících, ale… 7 znaků člověka, který se přeceňuje Pravděpodobně jste si všimli, že skutečně talentovaní jedinci mají tendenci své schopnosti bagatelizovat, zatímco „prázdní“ jedinci nestrádají.

Životopisy

Charlie D’Amelio Nejnovější zprávy Sergey Lomakin, kdo to je Věk Vakhtang Kalandadze Příběh úspěchu Alexandra Bashlačeva Kdo je Ostap Bender? Schopnosti Jamese Bonda