Стабилизация эмульсий

 

При совместном встряхивании двух несмешивающихся жидкостей их удается раздробить друг в друге. Получающиеся при этом квазиэмульсионные системы крайне неустойчивы, особенно если количество взятых жидкостей близко по величине (мы уже говорили о том, что, если количество одной жидкости составляет 0,01-0,1% другой, образуются длительно устойчивые разбавленные эмульсии). Такие неустойчивые эмульсии быстро разделяются на два сплошных слоя, располагающихся один под другим (водный - снизу,. а масляный - сверху) и отграниченных друг от друга четко выраженной поверхностью раздела или небольшим промежуточным грубодисперсным эмульсионным слоем.

Причина разрушения подобных эмульсий - быстрое слияние капель раздробленной жидкости, называемой коалесценцией.

Коалесценция в эмульсиях, как и коагуляция (агрегация) в суспензиях, протекает самопроизвольно вследствие того, что в концентрированных эмульсиях частички раздробленной жидкости часто сталкиваются друг с другом. Концентрированная,. только что приготовленная без применения эмульгатора эмульсия является чрезвычайно неустойчивой системой, так как раздробленные частички обладают большим запасом свободной поверхностной энергии, которая тем больше, чем больше капелек в эмульсии и чем меньше их размер. Такая система стремится к уменьшению запаса свободной энергии (как, например, нагретое тело самопроизвольно охлаждается в среде с более низкой температурой), что практически осуществляется за счет самопроизвольного укрупнения капелек (коалесценция) .

Чтобы такая эмульсия сохранила агрегативную устойчивость (т. е. расслаивание), необходимо обеспечить достаточную степень дисперсности, понизив избыток свободной поверхностной энергии до минимального значения. Практически это осуществляется применением эмульгатора, который адсорбируется на границе раздела фаз (т. е. на поверхности капелек) и создает вокруг капелек защитную оболочку толщиной в один или несколько молекулярных слоев, понижая в большинстве случаев и поверхностное натяжение на границе раздела фаз.

Тип образующейся эмульсии зависит от растворимости эмульгатора в той или иной фазе. Дисперсионной средой становится та фаза, в которой эмульгатор преимущественно растворяется.

Таким образом, для получения устойчивых эмульсий типа М/В необходимы гидрофильные эмульгаторы, хорошо растворимые в воде, образующие на капельках масла прочную, нерастворимую в масле оболочку. Эмульсии типа М/В, наоборот, стабилизируются олеофильными эмульгаторами, растворимыми в маслах.

Поскольку эмульгаторы обладают соответствующей активностью именно на поверхности раздела фаз, они относятся, как правило, к группе поверхностно-активных веществ.

28.06.2015