Тип эмульсии определяют по свойствам дисперсионной среды несколькими способами:

• по способности смешиваться с растворителями, например, хорошо смешиваются с полярной водой прямые эмульсии.

• по избирательному окрашиванию одной из фаз водорастворимыми или жирорастворимыми красителями, что хорошо видно в обычный микроскоп. Водорастворимый краситель окрашивает полярную жидкость, а жирорастворимый – неполярную.

• по электропроводности. Прямые эмульсии имеют большую электропроводность, чем обратные.

• по смачиваемости гидрофобных или гидрофильных поверхностей.

1. по концентрации дисперсной фазы.

<0,1% разбавленные	<74% концентрированные	>74% высококонцентрированные
	Частицы дисперсной фазы сохраняют сферическую форму.	Частицы деформируются (есть плоские участки).

Получение эмульсий проводят либо путем конденсации, либо диспергирования (мешалки, смесители, гомогенизаторы, коллоидные мельницы, ультразвук).

Эмульсии термодинамически неустойчивы вследствие высокой дисперсности. Агрегативную неустойчивость эмульсий, которая проявляется в самопроизвольном слиянии капель дисперсной фазы, называют коалесценцией. Она приводит к расслаиванию жидкостей.

Агрегативно устойчивыми могут быть только разбавленные эмульсии. Их поверхностная энергия невелика.

Концентрированные и высококонцентрированные эмульсии агрегативно устойчивы только в присутствии стабилизаторов. Такими стабилизаторами могут быть добавляемые в эмульсии ПАВ, ВМС или порошки. По отношению к эмульсиям стабилизаторы называют эмульгаторами.

Стабилизация эмульсий молекулами пав.

При добавлении ПАВ к эмульсии, дифильные молекулы ПАВ ориентируются по отношению к капелькам дисперсной фазы в зависимости от полярности фазы либо головкой, либо хвостиком по правилу «подобное с подобным». Например, олеат натрия диссоциирует в воде:

C ₁₇H₃₃COONа C₁₇H₃₃COO‾ + Nа⁺.

COO‾Na⁺

COO‾Na⁺

а) II рода б) I рода

Рис.4.1. Схема стабилизации эмульсий с помощью ПАВ.

Олеат-ион адсорбируется на поверхности капелек масла таким образом, что полярные отрицательно-заряженные –COO‾ группы-головки ориентированы в сторону полярной среды, а неполярные углеводородные радикалы – в сторону масла (рис.4.1 б). За счет такой адсорбции ПАВ увеличивается устойчивость эмульсии, поскольку

1. уменьшается разность полярностей между фазами, межфазное поверхностное натяжение, а значит и избыточная поверхностная энергия.

2. отрицательно заряженные карбоксильные группы и ионы Nа⁺ создают на поверхности капель масла двойной электрический слой, что способствует электростатическому отталкиванию одноименно-заряженных частиц, возникает расклинивающее давление.

3. создается механически прочная защитная оболочка. Это более важный фактор для эмульсий,

Тип эмульсии зависит от полярности эмульгатора. Эмульгатор должен «любить» дисперсионную среду. Поэтому гидрофильные, водорастворимые эмульгаторы лучше стабилизируют прямые эмульсии, м/в (мыла – соли жирных кислот со щелочными металлами). Гидрофобные, малорастворимые стабилизаторы стабилизируют обратные эмульсии, в/м (соли жирных кислот со щелочноземельными металлами).

Специфическим свойством эмульсий является взаимопревращение эмульсий двух типов: м/в ↔ в/м. Это явление превращения эмульсий одного типа в эмульсию другого типа называется обращением фаз эмульсий.

Так, если в прямую эмульсию, стабилизированную олеатом натрия, добавить CаCl₂, то в результате обменной реакции гидрофильный эмульгатор превратится в гидрофобный, нерастворимый в воде стеарат кальция

2C17H33COONа + CаCl2 → (C17H33COO)2Cа↓ + 2NаCl

гидрофильный гидрофобный

эмульгатор эмульгатор

Из-за этого произойдет обращение фаз: масло станет дисперсионной средой, а вода – дисперсной фазой.

Стабилизация эмульсий с помощью вмс и порошков.

Особенно сильным стабилизирующим действием по отношению к эмульсиям обладают ВМС, например, белки, создавая структурно-механический и энтропийные факторы устойчивости.

Механизм стабилизации эмульсий высокодисперсными порошками подобен механизму действия ПАВ. Частицы порошка адсорбируются на поверхности капель эмульсий так, что большая часть их поверхности находится в дисперсионной среде. Создается прочная оболочка, препятствующая коалесценции капель. При этом гидрофильные порошки (глина, мел), которые «любят» среду, стабилизируют прямые эмульсии, а гидрофобные (сажа, гидрофобизованный SiO₂) – способны к стабилизации обратных эмульсий.