Klasifikace emulzí. určení typu emulze. Podle polárnosti disperzního podílu a prostředí. O/V emulze přímé V/O emulze obrácené

HTML
DOWNLOAD

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "Klasifikace emulzí. určení typu emulze. Podle polárnosti disperzního podílu a prostředí. O/V emulze přímé V/O emulze obrácené"

Vladislav Slavík
před 6 lety
Počet zobrazení:

EMULZE -- disspeerrzzee kapalinyy vv kapalnéém disspeerrzzní ím prrosst třřeedí í -- Klasifikace emulzí Podle polárnosti

polárnější kapalina disperzní prostředí nepolární kapalina určení typu emulze měření elektrické vodivosti emulze (dána

mísit se s polárními nebo nepolárními rozpouštědly na základě fluorescence olejové fáze podle schopnosti emulze smáčet

1 EMULZE -- disspeerrzzee kapalinyy vv kapalnéém disspeerrzzní ím prrosst třřeedí í -- Klasifikace emulzí Podle polárnosti disperzního podílu a prostředí O/V emulze přímé V/O emulze obrácené (prvního druhu) (druhého druhu) disperzní prostředí polárnější kapalina disperzní prostředí nepolární kapalina určení typu emulze měření elektrické vodivosti emulze (dána vodivostí jejího disperzního prostředí) podle schopnosti rozpouštět polární nebo nepolární barviva podle schopnosti emulze mísit se s polárními nebo nepolárními rozpouštědly na základě fluorescence olejové fáze podle schopnosti emulze smáčet hydrofilní nebo hydrofobní povrch (kapka emulze O/V se rozplývá po papíře, neboť voda vzlíná jeho kapilárami; kapka emulze V/O zůstává beze změny)

Podle koncenttrrace diissperrzzníího podííllu zzřřeeděěnéé eemul lzzee disperzní fáze max.

kapkami, které v monodisperzních systémech mohou dosáhnout koncentrace disperzního podílu až 74 obj.

Polydisperzní emulze (malé kapénky mohou vyplnit prostory mezi velkými) lze připravit i koncentrovanější vvyyssoccee koncceent trrovvanéé ((geel lovvi itéé)) eemul

vrstvičkami disperzního prostředí a emulgátoru krriittiické emullzze - emulze dvou omezeně mísitelných kapalin při teplotě blízké kritické teplotě rozpouštěcí, kdy je

Kritická emulze může existovat jen ve velmi úzkém teplotním intervalu a vyznačuje se nestálostí disperzního podílu - kapičky kritické emulze se v soustavě neustále

2 Podle koncenttrrace diissperrzzníího podííllu zzřřeeděěnéé eemul lzzee disperzní fáze max. 2 % celkového objemu; průměr kapiček je zpravidla řádově 10 7 m - blízký rozměru koloidních částic koncceent trrovvanéé eemul lzzee s nedeformovanými sférickými kapkami, které v monodisperzních systémech mohou dosáhnout koncentrace disperzního podílu až 74 obj.%, což odpovídá nejtěsnějšímu geometrickému uspořádání kulovitých částic. Polydisperzní emulze (malé kapénky mohou vyplnit prostory mezi velkými) lze připravit i koncentrovanější vvyyssoccee koncceent trrovvanéé ((geel lovvi itéé)) eemul lzzee kapky disperzního podílu jsou uloženy tak těsně, že se vzájemně deformují; nabývají tvaru mnohostěnů, oddělených od sebe tenkými filmy koloidních rozměrů - vrstvičkami disperzního prostředí a emulgátoru krriittiické emullzze - emulze dvou omezeně mísitelných kapalin při teplotě blízké kritické teplotě rozpouštěcí, kdy je povrchové napětí na rozhraní fází velmi malé (10 5 N m 1 ) a k dispergování jedné kapaliny druhou stačí je tepelný pohyb molekul. Kritická emulze může existovat jen ve velmi úzkém teplotním intervalu a vyznačuje se nestálostí disperzního podílu - kapičky kritické emulze se v soustavě neustále tvoří i zanikají Mnohočettné emullze dispergací ve dvou krocích za použití dvou typů emulgátorů (hydrofilního a hydrofobního) při inverzi fází (např. kapky oleje emulze O/V obsahují drobné kapičky vody) v důsledku nerovnoměrného rozdělení emulgátoru v různých mikroskopických oblastech soustavy Větší plocha fázového rozhraní stabilita mnohočetných emulzí ještě menší než u jednoduchých. potravinářství, zpracování odpadních vod, separační procesy, farmacie, kosmetický průmysl

elektrickou dvojvrstvou - u zředěných emulzí (srážky částic nejsou příliš časté).

kapičky u emulzí typu O/V záporný náboj).

se hromadit se na rozhraní obou fází má vytvářet na rozhraní soudržný, elastický obal, který nejeví adhezi k filmům okolo jiných kapiček látky

rozpustné ve vodě, soli vícemocných kovů a stříbra, ve vodě nerozpustné, ale rozpustné v nepolárních kapalinách alifatické sulfonové kyseliny,

škrob, dextrin, pektiny) rozpustné v nepolárních rozpouštědlech (kaučuk, asfalt, trinitrát celulózy) Jemné nerozpustné prášky částečně smáčené

3 elektrickou dvojvrstvou - u zředěných emulzí (srážky částic nejsou příliš časté). Rozpustnost kationtů a aniontů je různá ve vodné a olejové fázi; (anionty obvykle rozpustnější v olejové, kationty ve vodné fázi např. kapičky u emulzí typu O/V záporný náboj). Za nepřítomnosti elektrolytů adsorpce hydroxoniových nebo hydroxidových iontů z vody na fázovém rozhraní Stabilizace emulzí pomocí emulgátoru má se hromadit se na rozhraní obou fází má vytvářet na rozhraní soudržný, elastický obal, který nejeví adhezi k filmům okolo jiných kapiček látky schopné gelatinizace nebo asociace ve velké micely Asociativní (micelární) koloidy mýdla a smáčedla - soli vyšších mastných kyselin - alkalické, rozpustné ve vodě, soli vícemocných kovů a stříbra, ve vodě nerozpustné, ale rozpustné v nepolárních kapalinách alifatické sulfonové kyseliny, soli sulfonovaných alkoholů Makromolekulární koloidy hydrofilní (proteiny - želatina, hemoglobin, přírodní gumy a vysokomolekulární sacharidy - škrob, dextrin, pektiny) rozpustné v nepolárních rozpouštědlech (kaučuk, asfalt, trinitrát celulózy) Jemné nerozpustné prášky částečně smáčené oběma fázemi; o vhodném stupni disperzity (těžké klesají z rozhraní vlivem gravitačního pole, příliš malé částice opouštějí rozhraní působením tepelného pohybu hydrofilní, více smáčené vodou (alkalické sírany železa, mědi, niklu, síran olovnatý, oxid železitý, hlinitokřemičitany) hydrofobní (saze, uhelný prach, PbS, HgS, AgI, HgI 2 ).

obecné pravidlo Povaha emulgátoru určuje nejen stabilitu, ale i typ emulze Ve stabilizované emulzi je spojité disperzní prostředí tvořeno tou fází, k níž má použitý emulgátor za daných podmínek větší

u práškovitých emulgátorů ochota ke smáčení ( < 90 o ) u asociativních a makromolekulárních koloidů Bancroftova teorií mezifázových napětí: rozpustnost v dané fázi ( A > 90 ) ( B > 90 ) Schéma

4 obecné pravidlo Povaha emulgátoru určuje nejen stabilitu, ale i typ emulze Ve stabilizované emulzi je spojité disperzní prostředí tvořeno tou fází, k níž má použitý emulgátor za daných podmínek větší afinitu. u práškovitých emulgátorů ochota ke smáčení ( < 90 o ) u asociativních a makromolekulárních koloidů Bancroftova teorií mezifázových napětí: rozpustnost v dané fázi ( A > 90 ) ( B > 90 ) Schéma fázového rozhraní fáze, která méně smáčí práškovitý emulgátor vnitřní fáze A / film emulgátoru / vnější fáze B je uvnitř kapénky Af > Bf hydrofilní prášky stabilizují emulze O/V hydrofobní emulgátory podporují typ V/O Dodatečná homogenizace polydisperzních emulzí - stoupne stálost emulze VLASTNOSTII EMULZÍÍ Barrva a vzhlled závisí na kkoonncceennt trraacci i aa vveel likkoosst tii ččáásstti icc ddi issppeerrzznní íhhoo ppooddí íluu innddeexxuu i loomuu l oobboouu kkaappaal lnnýýcchh fáázzí f í většinou kalné, koncentrovanější emulze jsou neprůhledné, při stejném indexu lomu průsvitné zředěné emulze - podobné vlastnosti jako zředěné soly. Částice emulzí typu O/V nesou záporný elektrický náboj, jeví elektroforetickou pohyblivost, a lze je koagulovat elektrolyty, jejichž koagulační schopnost stoupá s mocenstvím kationtů. Sediimenttace diissperrzníí ffáze směrem ddool lůů podle poměru hustot obou kapalin i směrem vvzzhhůůrruu (vzplývání) vysoce koncentrované nebo gelovité emulze nneesseeddi imeennt tuuj jíí Viisskoziitta zředěných emulzí Einsteinova rovnice == o (11 ( ++ 22,,55 ) ) koncentrovaných emulzí - závisí hlavně na ppooměěrruu oobbj jeemůů oobboouu kkaappaal lnnýýcchh fáázzí f í na vvi isskkoozzi itěě ddi issppeer rzznní íhhoo ppr roosst třeeddí í na vvi isskkoozzi itěě eemuul lggáát toor ruu. nenewtonské chování

změnou chemickou reakcí převádějí emulgátor na látku

5 Obráceníí ((iinverze)) ffázíí - emulze daného typu přechází na emulzi druhého typu způsobeno fyzikální změnou chemickou reakcí převádějí emulgátor na látku stabilizující opačný typ mění se poměr rozpustností emulgátoru v obou fázích

Zániik emullzíí - sseepaarraaccee naa maakrroosskoopicckéé fáázzee f -- G < 0 koagulací molekulární difúzí

kinetickou nezávislost, plocha fázového rozhraní se nezmenšuje, částice se dotýkají jen v některých bodech povrchu

velké kapky pak mohou sedimentovat především v koncentrovaných emulzích - hlavní faktor, určující dobu jejich

rozrážením se přídavkem disperzního podílu (při nezměněné koncentraci emulgátoru) zvyšuje koncentrace emulze

materiálem, který je smáčen jen disperzním prostředím (např. uhličitan vápenatý pro emulze O/V).

TTeerrmi icckkéé meet tooddyy - zahřívání emulzí na vysoké teploty pod tlakem, nebo naopak vymrazování.

Stejnosměrné napětí (220-600 V) je vhodné pro emulze O/V; kapénky se oddělují od vodné fáze elektroforézou.

prudké srážky kapének při nichž se rozruší emulgátorový film a dochází ke koalescenci.

Zředěné emulze, stabilizované elektrickou dvojvrstvou - koagulace elektrolyty s vícemocnými ionty (jako lyofobní

6 Zániik emullzíí - sseepaarraaccee naa maakrroosskoopicckéé fáázzee f -- G < 0 koagulací molekulární difúzí sedimentací koalescencí malé částice vytvářejí agregáty, v nichž si každá zachovává svou identitu, ztrácí pouze kinetickou nezávislost, plocha fázového rozhraní se nezmenšuje, částice se dotýkají jen v některých bodech povrchu především ve zředěných emulzích malé kapky se spojují, tvoří větší kapky a plocha fázového rozhraní se zmenšuje, velké kapky pak mohou sedimentovat především v koncentrovaných emulzích - hlavní faktor, určující dobu jejich životnosti následuje koalescence Rozráženíí emullzíí koncentrované emulze se rozrušují snadněji před vlastním rozrážením se přídavkem disperzního podílu (při nezměněné koncentraci emulgátoru) zvyšuje koncentrace emulze Meecchhaanni icckkéé meet tooddyy - odstřeďování, rytmické vibrace, šlehání; pro zředěné emulze filtrace materiálem, který je smáčen jen disperzním prostředím (např. uhličitan vápenatý pro emulze O/V). Nevhodná volba podmínek - místo rozražení další stabilizaci emulze. TTeerrmi icckkéé meet tooddyy - zahřívání emulzí na vysoké teploty pod tlakem, nebo naopak vymrazování. Eleekkt trri icckkéé rroozzrráážžeenní í. Stejnosměrné napětí ( V) je vhodné pro emulze O/V; kapénky se oddělují od vodné fáze elektroforézou. Střídavé napětí (11000 V) běžných frekvencí rozráží emulze typu V/O - změny směru elektrického pole vyvolávají prudké srážky kapének při nichž se rozruší emulgátorový film a dochází ke koalescenci. Chheemi icckkéé meet tooddyy. Zředěné emulze, stabilizované elektrickou dvojvrstvou - koagulace elektrolyty s vícemocnými ionty (jako lyofobní soly). Emulze stabilizované emulgátorovým filmem přídavkem kapilárně aktivní látky, která vytěsňuje emulgátor z fázového rozhraní ale není schopná stabilizovat emulzi, přídavkem emulgátoru, který podporuje emulzi opačného typu - ve správném množství, nenastane inverze, ale vznikne nestabilizovaný samovolně se rozrušující systém, vysolením emulgátoru - snížením jeho rozpustnosti přídavkem velkého množství elektrolytu.

Podobné dokumenty

Klasifikace emulzí podle

EMULZE - disperze kapaliny v kapalném disperzním prostředí Klasifikace emulzí podle polárnosti disperzního podílu a prostředí koncentrace disperzního podílu podle polárnosti disperzního podílu a prostředí