ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Приготовление концентрированных и предельно концентрированных эмульсий и исследование их дисперсности из "Руководство к практическим работам по коллоидной химии Издание 2" Основными проблемами изучения эмульсий являются условия их образования, устойчивости и разрушения. [c.159] Эмульсии, подобно другим дисперсным системам, могут быть получены двумя путями конденсацией паров одной жидкости в другой или диспергированием. Наибольшее распространение получил второй способ, при котором диспергирование жидкости производится размешиванием, встряхиванием или растиранием. Хороший способ получения высокодисперсных эмульсий — диспергирование с помощью ультразвука. [c.159] Если дисперсной фазой является не смешивающаяся с водой органическая или другая жидкость, которую обычно называют маслом, система носит название прямой эмульсии и условно обозначается М/В. Если дисперсной фазой служит вода, а дисперсионной средой — масло, система называется обратной эмульсией и обозначается В/М. [c.159] В зависимости от условий получения могут образоваться эмульсии двух типов прямые или обратные. При изменении условий один тип эмульсии может переходить в другой. Такое явление носит название обращения фаз эмульсии. [c.159] Эмульсии могут быть получены почти с любым содержанием дисперсной фазы. При малых концентрация-х эмульсии капли могут свободно перемещаться в среде, тогда как при очень высоких концентрациях (до 99 объемн. %) жидкость, составляющая дисперсионную среду, практически превращается в очень тонкие прослойки и отличается по своим свойствам от обычных жидкостей в объеме. [c.159] Полученные эмульсии могут быть устойчивыми или разрушаться во времени путем слияния (коалесценции) отдельных капель. Слияние капель эмульсии уменьшает степень дисперсности частиц и в пределе приводит к полному расслаиванию двухфазной системы. Отсюда вытекает важная проблема устойчивости н разрушения эмульсий. [c.159] Разбавленные эмульсии с содержанием дисперсной фазы т 0,01 до 0,1% по объему могут быть практически весьма устойчивыми,.так как возможность коалесценции капель вследствие малой вероятности их столкновения очень небольшая. Стабилизирующим фактором в этом случае может явиться наличие двойного электрического слоя на поверхности раздела масло — вода. Значительная толщина двойного электрического слоя (высокие значения -потенциала) выполняет роль стабилизирующего фактора, являющегося вполне достаточным для обеспечения устойчивости разбавленных эмульсий. Такие системы могу быть устойчивыми и при значительных величинах пограничного натяжения. [c.160] В концентрированных эмульсиях, содержание дисперсной фазы в которых достигает 99% по объему,, прорыв тонких прослоек дисперсионирй среды и коалесценция капель при недостаточной стабилизации происходит очень быстро. [c.160] Устойчивые высокодисперсные, концентрированные эмульсии получают понижением пограничного натяжения почти до нуля, что ведет к образованию самопроизвольных или, как их иногда называют, критических эмульсий. Получающиеся эмульсии относятся к классу лиофильных коллоидных систем и являются равновесными, термодинамически устойчивыми. Про- исходящее в процессе самопроизвольного диспергирования некоторое возрастание поверхностной энергии компенсируется. увеличением энтропии системы в связи с более равномерным распределением в ней вещества дисперсной фазы. [c.160] При описанной стабилизации понижение поверхностного натяжения хотя и происходит в той или иной степени, однако не имеет определяющего значения. Для подтверждения этого положения можно привести пример стабилизации эмульсий так называемыми бронирующими твердыми эмульгаторами. Стабилизация такими порошковыми - эмульгаторами (глины, сажа и т п.) имеет широкое распространение. [c.161] Процесс закрепления частиц порошка на границе раздела капля дисперсной фазы — дисперсионная среда происходит по причине, аналогичной закреплению частиц на пузырьках воздуха в процессе флотации (работа 27). Для получения устойчивой прямой эмульсии М/В частицы твердого эмульгатора должны хорошо смачиваться водой, однако полного смачивания быть не должно, иначе они перейдут целиком в водную фазу. Необходимым условием закрепления частиц на границе раздела масло — вода с преимущественной ориентацией в водную фазу является выполнение соотношения 0 os6 1, т. е. сводится к условию образования частицей с поверхностью капель конечного краевого угла меньше 90°, считая всегда краевые углы во внешней среде. Это означает, что для образования эмульсии прямого типа частицы твердого эмульгатора должны быть гидрофильными (глина) и, наоборот, для образования обратной эмульсии — гидрофобными (сажа). На рис. 66 изображено бронирование капельки частицами твердого эмульгатора. [c.161] Эмульсии с максимальным содержанием исперсной фазы 1 макс — носят название предельных. [c.162] Целью настоящей работы является приготовление концен-, трированных и предельно концентрированных эмульсий н исследование их степени дисперсности. Данные дисперсионного анализа позволяют вычислить предельную поверхность стабилизирующего слоя Sa и его критическую толщину 8кр. [c.163] Далее проводится получение новой порции концентрированной эмульсии по описанной выше методике с соблюдением постоянными— скорости подачи эмульгируемой жидкости и частоты движения спирали, однако время диспергирования /г увеличивается. Полученную эмульсию анализируют под микроскопом. Аналогично получают еще более концентрированные эмульсии, увеличив время диспергирования до и, 4 4 -. Степень дисперсности каждой эмульсии определяется микроскопически сразу же после ее получения. [c.164] Свидетельством получения предельно концентрированной эмульсии может служить появление первых крупных капель дисперсной фазы, образующихся при непрерывном диспергировании эмульсии. Постоянство величин 5 и 8, вычисленных по данным дисперсионного анализа при разных значениях Ь, является доказательством того, что полученная эмульсия — предельно концентрированная. [c.164] Методика микроскопического анализа состоит в следующем. Препарат для микроскопических измерений готовится путем осторожного перемешивания небольшого количества свежеприготовленной эмульсии со значительным объемом нагретого на водяной бане до 30—40° С 1% раствора желатины (с целью сведения до минимума возможной коалесценции капель). Капля приготовленной таким образом разбавленной эмульсии вносится в лунку предметного стекла и сверху накрывается покровным стеклом так, чтобы под ним не оставалось пузырька воздуха. Для каждой исследуемой эмульсии готовится 2—3 препарата, в которых в различных местах рассматривается 10— 20 полей зрения . Всего в каждой эмульсии измеряется около 200 капель, размер которых вначале определяется в условных единицах (по числу делений окулярмикрометрической сетки, занимаемых одной каплей). Все измеренные капли разбиваются на классы 0—1 1—3 3—6 6—9 делений и т. д. Капли каждого класса характеризуются средним диаметром йи равным среднему арифметическому из значений для границ промежутка йх 0,5 2 = 2 = 4,5 7,5 делений и т. д. [c.164] Для предельно концентрированных эмульсий таким образом могут быть рассчитаны предельная величина поверхности стабилизующего слоя S и критическая толщина слоя 8кр. [c.165] Вернуться к основной статье