20-тарау. Дисперсті жүйелердің физикохимиясы
жүктеу/скачать 300,99 Kb.
|
20 Т Дисперсті жүйелер Попков
| 20.12. Эмульсиялар
Эмульсиялар (лат. emulgere — сауу) деп дисперстік фазасы мен дисперсиялық ортасы бірі-бірінде ерімейтін сұйықтықтар болып келетін ірі дисперсті жүйелерді айтады. Дисперстік фазаның концентрациясына қарай эмульсияларды () сұйық ( < 1%), концентрлі ( 74%) және жоғары концентрлі ( > 74%) деп бөледі. Дисперстік фаза мен дисперсиялық ортаның табиғатына қарай эмульсияларды май судың ішінде, немесе М/С (полюсті дисперсиялық орта және полюссіз дисперстік фаза) және су майдың ішінде, немесе С/М (полюссіз дисперсиялық орта және полюстік дисперсті фаза) деп жіктейді. 20.17-сур. Суспензияның бөлшектерін тұрақтандыру Эмульсияның түрін анықтаудың бірнеше әдістері бар: электрлік өткізгіштікті өлшеу; полюсті немесе полюссіз еріткіштің артық мөлшерімен араластыру; суда еритін немесе нашар еритін бояғыштармен бояу; дымқылдау — эмульсия тамшысының гидрофобты немесе гидрофилді бетте жайылуы. Эмульсияларды, басқа дисперсиялық жүйелер сияқгы конденсациялау және диспергациялау әдістерімен алуға болады. Әдетте эмульсияларды бір сұйықтықты екінші бір сұйықтықта механикалық диспергациялау (эмульгациялау) арқылы алады. Эмульсиялар ірі дисперсиялар ретінде седиментациялық және агрегативтік тұрақсыз жүйелер болып табылады. Дисперстік фаза бөлшектерінің тамшылары соқтығысқанда олардың бірі-біріне құйылысы немесе қосылуы (коалесценция) байқалады. Коалесценция нәтижесінде эмульсия екі үздіксіз сұйық фазаға бөлінеді. Эмульсиялардың тұрақтылығын арттыру үшін тұрактандырғыштар — эмульгаторларды қолданады. Оларға ББЗ жатады, фазалардың бөліну шекарасында адсорбциялануы нәтижесінде фазааралық керілістің шамасын төмендетеді және механикалық берік адсорбциялық қабыршақ түзеді. Егер эмульгатор ионогенді ББЗ болса, онда ол дисперстік фаза тамшыларына бірдей таңбалары бар электр зарядын береді, тамшылар бірі-бірінен тебіледі. Түзілетін эмульсияның түрі эмульгатордың қасиетіне тәуелді болады. Эмульгаторды жақсы ерітетін немесе дымқылдайтын сұйықтық әрдайым дисперсиялық орта болып қалады. Эмульсияларды тұрақтандыру сызбасы 20.18-суретте көрсетілген.
20.18-сур. Эмульсияның бөлшектерін тұрақтандыру: a — «май судың ішінде» түрі; б — «су майдың ішінде» түрі Эмульгаторлар ретінде жоғарғы майлы қышқылдардың тұздарын, жоғарғы майлы қышқылдардың және көпатомды спирттердің күрделі эфирлерін, ұзын тізбекті аминдерді қолданады. Эмульгаторлар ретінде саздың, гипстің, кейбір металдардың оксидтері мен сульфидтерінің жақсылап майдаланған ерімейтін ұнтақтарын да пайдалануға болады. Гидрофилді ұнтақтар М/С эмульсияларын тұрақтандырады, ал гидрофобты ұнтақтар С/М эмульсияларын тұрақтандырады. Эмульсияның тұрақтылы туралы оның үздіксіз екі фазаға бөліну уақыты бойынша тұжырым жасауға болады. Белгілі бір жағдайларда эмульсияларға тән фазалардың айналуы дейтін құбылыс жүреді. Бұл кұбылыстың мәні эмульсия түрінің өзгеруіне байланысты болады. Мысалы, егер натрий олеатымен тұрақтандырылған эмульсияға қарқынды түрде араластыра отырып кальций хлоридінің ерітіндісін қосса, онда С/М түріндегі эмульсия түзіледі. Мұның себебі төменде келтірілген реакцияның нәтижесінде 2NaCOOH + Са + 2NaCl жаңа ББЗ пайда болады, ол полюссіз сұйықтықта жақсы ериді. Эмульсиялар табиғатта көптеп кездеседі. Эмульсияларға сүт, кілегей, қаймақ, сары май, жұмыртқаның сарысы, өсімдіктердің сүтті шырындары, шикі мұнай жатады. Эмульсиялар халық шаруашылығын әр түрлі салаларында кеңінен колданылады: парфюмерия өнеркәсібінде (кремдер, лосьондар), тамақ өнеркәсібінде (маргариндер, майонез). Ауыл шаруашылығындағы зиянкестер және арам шөптермен күресетін көптеген заттар эмульсияларға жатады. Дәрілік заттары бар эмульсиялар медицинада кеңінен қолданылады: М/С түріндегі эмульсиялар әдетте ішке қолданылады, aл С/М түріндегі эмульсиялар — сыртқа қолданылады. Өсімдік және жануарлар майларын организмнің эмульгацияланған күйде (сүт) жақсы сіңіретіні белгілі. Бұл кезде эмульгаторлар ретінде хол және дезоксихол кышқылдарының туындылары әрекет етеді. Организмде диспергациялау әдісімен дисперсті жүйенің түзілуіне келтіруге болатын аздаған мысалдардың бірі - ішекте майлардың эмулгациялануы. Эмульгациялаудың есебінен гидрофобты және гидрофилді фазалардың жанасу бетінің ауданы күрт өседі де, ферменттердің субстраттарға жақындап келуі жеңілдейді, нәтижесінде үдерістердің жылдамдығы күрт өседі. Өте қуатты табиғи детергенттерге өт қышқылдарының тұздары жатады (20.19-сур.). 20.19-сур. Ішекте тұрақтандырылған майдың эмульсиясының түзілуі: a— майдың ірі тамшысы (1) өт қышқылдарының мицеллаларымен (2) қоршалған; б— өт қышқылымен тұрақтандырылған «май судьң ішінде» типті эмулсияның (3) мицелласы Өт қышкылдарының тұздары жақсы эмульгаторлар ғана емес, сонымен қатар түзілетін эмульсияның тиімді тұрақтандырғыштары да болады. Қосымша эмульгациялау әсерін көмірқышқыл газы көрсетеді, ол химуста болатын тұз кышқылын ұлтабардын саңылауына бөлінетін гидрокарбонаттармен бейтараптауы нәтижесінде түзіледі. Кейде пайда болған эмульсияны бұзу қажет болады. Эмульсияларды бұзуды деэмулъгациялау дейді. Деэмульгациялауды температураны жоғарылату немесе төмендету арқылы, электр өрісімен әсер етіп, үйірткілеу арқылы, электролиттерді және арнайы заттарды — деэмульгаторларды қосу аркылы жүзеге асырады. Деэмульгаторлар ретінде эмульгаторларға қарағанда беттік белсендігі өте жоғары ББЗ бола алады, бірақ олардың механикалық берік адсорбциялық қабат түзу қабілеті болмайды. жүктеу/скачать 300,99 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|