Эмульсия, свойства и характеристики, типы, получение и разрушение

Способность осаждаться эмульсии

Эмульсия – однородная по внешнему виду жидкая лекарственная форма, состоящая из взаимно нерастворимых тонкодиспергированных жидкостей, предназначенная для внутреннего, наружного или парентерального применения. Эмульсии стабилизированы эмульгаторами. Официнальная лекарственная форма ГФ XI стр. 161.

Является гетерогенной системой. Одна из жидкостей находится в виде мельчайших капель – дисперсная фаза; другая жидкость, в которой эти капли распространены – дисперсионная среда.

Эмульсии могут быть типа масло/вода и вода/масло. Для приготовления эмульсий используют:

  • персиковое,
  • оливковое,
  • подсолнечное,
  • касторовое,
  • вазелиновое и эфирные масла,
  • рыбий жир,
  • бальзамы
  • и другие несмешивающиеся с водой жидкости.

При отсутствии обозначения масла в эмульсии используют персиковое, оливковое или подсолнечное масло.

При отсутствии указаний о концентрации для приготовления 100 г эмульсии берут 10 г масла. Выбор эмульгатора и его количество зависят от природы и свойств эмульгатора и масла, а также от концентрации эмульсии.

Эмульсии предназначены в основном для маскировки неприятных органолептических или раздражающих свойств некоторых веществ. Назначение масла или масляного раствора лекарственных веществ в виде эмульсий ускоряет их действие. Жиры интенсивно гидролизуются ферментами ЖКТ.

Достоинства эмульсии:

  • возможность совмещения в одной лекарственной форме несмешивающихся жидкостей
  • маскировка неприятного вкуса
  • устранение раздражающего действия
  • обращение фаз – изменения типа эмульсии вода в масле – масло в воде.

Недостатки эмульсии:

  • сложность технологии
  • термодинамическая и кинетическая неустойчивость
  • малый срок хранения (3 суток).

Классификация эмульсий

  1. внутреннего применения
  2. наружного применения
  3. инъекционного применения (только в заводских условиях)
  1. прямые м/в
  2. обратные в/м

Масляные эмульсии агрегативно неустойчивы из-за избытка свободной поверхностной энергии на границе раздела масло-вода. Происходит слияние капель масла – коалесценция, а затем расслаивание. Поэтому для масляных эмульсий необходим стабилизатор, который называется эмульгатором.

Эмульгаторы – вещества, стабилизирующие систему из двух несмешивающихся жидкостей и способствующих эмульгированию, они обеспечивают агрегативную устойчивость системы.

Классификация эмульгаторов.

По химической структуре выделяют три группы.

  1. ионогенные (Kt и An) – камеди, слизи, пектиновые вещества.
  1. неионогенные – твин – 80, Т-2, 10% раствор крахмала, производные целлюлозы.
  1. амфотерные – желатоза, казеин, сухое молоко, яичный желток.

Чаще всего в аптечных условиях используют желатозу.

Тип эмульсии определяется свойствами эмульгатора. Если эмульгатор растворим лучше в воде, чем в масле, то дисперсионная среда – вода; дисперсная фаза – масло. Если растворим в масле лучше, то дисперсионная среда – масло, дисперсная фаза – вода.

Тип эмульсии можно установить с помощью нескольких проб:

  • проба парафиновой пластинки – вода в масле растекается
  • проба разбавления

В случае необходимости в состав эмульсии вводят консерванты (нипагин, нипазол, сорбиновая кислота и др.), разрешенные к медицинскому применению.

Эмульсии готовят диспергированием эмульгатора с эмульгируемой жидкостью и водой; при необходимости эмульсии процеживают.

Готовят эмульсии по массе.

Технология приготовления эмульсии

Подготовительная

Введение веществ в состав эмульсий

Лекарственные вещества вводят с учетом физико-химических свойств:

  • Жирорастворимые лекарственные вещества. Растворяют в масле (камфора, ментол, тимол, жирорастворимые витамины, гормоны) до изготовления первичной эмульсии, увеличивая кол-во эмульгатора (до ½ от массы маслянного раствора). Например:в рецепте выписано 12,0 г масла подсолнечного и 2,0 г камфоры. Кол-во желатозы должно быть равно ½ массы масляного раствора, т.е. 7,0 г.Исключение:фенилсалицилат растворим в масле, но вводят его в эмульсии по типу суспензии, т.к. в масляном растворе затрудняется его гидролиз на котором основана антисептическое действие препарата.
  • Водорастворимые. Растворяют в части воды, предназначенной для разбавления первичной эмульсии.
  • Нерастворимые лекарственные вещества вводят по типу суспензии. Нерастворимые в воде и в масле вещества, фенилсалицилат, прибавляют в виде мельчайшего порошка, тщательно растирая с частью готовой эмульсии, при этом гидрофобные вещества вводят с добавлением того же эмульгатора, который используют для приготовления эмульсии. Введение фенилсалицилата в эмульсии в виде суспензии объясняется тем, что его масляный раствор труднее гидролизуется в кишечнике,ослабляется терапевтическое действие.
  • Сиропы, настойки, жидкие экстракты добавляют в отпускной флакон.

2. Получение первичной эмульсии (3 способа)

1 способ:

В сухой ступке при растирании смешивают эмульгатор и масло с водой (по правилу Дерягина: воды необходимо взять 1/2 от суммы массы масляной фазы и эмульгатора), тщательно растирают до появления характерного потрескивания – это признак готовности первичной эмульсии.

2 способ:

Эмульгатор растирают с водой, рассчитанной для образования первичной эмульсии, затем постепенно при тщательном перемешивании добавляют масляную фазу.

3 способ:

В ступке растирают эмульгатор и смесь масла и воды, быстро растираем до характерного потрескивания. N.B. Движение пестика в одну сторону.

3. Разбавление первичной эмульсии водой или водным раствором ЛВ

Небольшими порциями добавляют воду или водный раствор лекарственных веществ. Водный раствор предварительно профильтровать!

Расчет количества воды для разбавления:

М (общ. ЛФ) – все составляющие – эмульгатор – количество воды для первичной эмульсии

4. Фильтрование

При необходимости через двойной слой марли.

5. Измельчение и смешивание с готовой эмульсией веществ, вводимых по типу суспензии

6. Упаковка и оформление

Отпускают во флаконах из темного стекла плотно-укупоренных. Этикетка “Перед употреблением взболтать”, “Хранить в прохладном месте”

7. Оценка качества

Письменный, органолептический, при отпуске.

Выборочные виды контроля: опросный, физический, химический.

8. Хранение

Не более трех суток, при повышении/понижении температуры ускоряется расслаивание, не допускается замораживание.

Если не указана концентрация эмульсии, готовят 10% эмульсию, т.е. для приготовления 100,0 берут 10,0 масла или 10,0 очищенных семян.

Примеры рецептурных прописей.

Rp.: Emulsii oleosi 100,0

M.D.S. По 1 чайной ложке 3 раза в день

Т.к. не указана концентрация, готовим 10% эмульсию. Т.к. не указано масло, то берем персиковое.

Камфора растворим в масле при температуре 40 градусов.

ППК (оборотная сторона):

М(масл.фаза) = 10 г (персик.масла) + 1 г (камфоры) = 11 г

М(желатозы) = 5,5 г (1/2 от масл.фазы)

Сумма масл.фазы и желатозы = 11+5,5 = 16,5г

V(воды) – необходимо взять 1/2 от этой массы = 16,5/2 = 8,25 мл

Т.к. это эмульсия, то определяем общую массу: М (эмульсии) = 100+1 = 101 г

V воды для разбавления первичной эмульсии: 101 г – (10+1+5,5+8,25) = 76,25 мл

Технология:

В ступке растираем 5,5 г желатозы, добавляем при растирании 8,25мл воды и раствор камфоры в масле (приготовили в фарфоровой чашке на водяной бане при t=40: 10г масла + 1г камфоры). Затем первичную эмульсию разбавляем рассчитанным количеством воды. Переливаем в отпускной флакон. При необходимости процеживаем через марлю.

Читайте также:  Блок предохранителей Лада Калина схема расположения, расшифровка, люкс

Rp.: Olei Ricini 10,0

Amyli q.s. ut fiat emulsum 100,0

M.D.S. По 1 десертной ложке 3 раза в день.

ППК (оборотная сторона)

М (эмульгатора-крахмала) = 10/2 = 5г

V (воды) = 100 – 50 г (крахмальный клейстер) – 10г (масла) = 40 мл

Технология приготовления:

Из 5 г крахмала готовят 10% раствор: в фарфоровой чашке отмеривают 40мл воды, нагревают до кипения, добавляют смесь 5 г крахмала + 5мл холодной воды. Полученную смесь нагревают при постоянном помешивании до кипения. Остужаем и к полуостывшей массе при тщательном растирании добавляем 10 г масла. Первичную эмульсию разбавляем оставшимся количеством воды.

Rp.: Emulsii Olei ricini 100,0

Phenilii salicylatis 1,0

M.D.S. По 1 чайной ложке 5 раз в день.

ППК (оборотная сторона)

М (касторого масла) = 10 г (10% от 100 г)

Масса (масл.фазы) = 10 + 1 = 11 г

М (желатозы) = 11/2 = 5,5 г

Технология приготовления:

Для приготовления эмульсии из 10 г подогретого касторового масла; 5,5 г желатозы и 10 мл воды готовим первичную эмульсию. Затем при растирании добавляем в растертый порошок фенилсалицилат. Разбавляем водой до требуемой массы.

Recipe:Coffeini Natrii Benzoatis 1,0

Extracti Belladonnae 0,15

Emulsii oleosi 200,0

M.D.S. По 1 столовой ложке 3 раза в день.

Выписана жидкая лекарственная форма для внутреннего применения, микстура эмульсия (концентрированная типа м/в).

Проверить дозы кофеина и экстракта красавки.

Готовят по массе, методом диспергирования. Эмульсию готовят 10%, т.к. не указана концентрация масла. Можно использовать оливковое, персиковое, подсолнечное. Лекарственные вещества вводят в соответствии с их растворимостью:

Ментол – растворим в масле (растворяют в масле).

Кофеина натрия бензоат – растворим в воде (растворяют в воде).

Экстракт красавки густой добавляют в виде раствора 1:2 каплями в соответствии с надписью на этикетке в последнюю очередь.

ППК (оборотная сторона)

  1. Масса масла 20,0 – 10% от 200 г.
  2. Масса желатозы = ½ от массы раствора ментола в масле т.е. (20+1)/2 = 10,5
  3. Воды для первичной эмульсии = (20,0+10,5)/2 = 15,25
  4. Воды для разбавления первичной эмульсии = 200 – (20,0+10,5+15,25) = 154,75
  5. Общая масса = 200 г

Технология:

Готовят масляный раствор. В фарфоровой чашке на водяной бане растворяют в масле ментол.

Готовят водный раствор. В подставке в 154 мл воды растворяют кофеин бензоат натрия. Раствор фильтруют во флакон оранжевого стекла.

Приготовление первичной эмульсии. В большую ступку помещают желатозу и 15 мл воды, растирают до растворения желатозы, далее по каплям добавляют раствор ментола в масле. Эмульгируют движениями пестика по спирали в одну сторону до характерного потрескивания до тех пор, пока весь масляный раствор не будет заэмульгирован.

Из флакона частями при перемешивании добавляют раствор кофеина бензоата натрия.

Готовую эмульсию переносят во флакон известной массы. Если необходимо, то добавляют воды.

Очистку проводят при необходимости. Флакон укупоривают. Оформляют: «Внутреннее. Микстура», «Беречь от детей», «Хранит а прохладном, защищенном от света месте», «Перед употреблением взбалтывать».

Эмульсия, свойства и характеристики, типы, получение и разрушение

Эмульсия, свойства и характеристики, типы, получение и разрушение.

Эмульсия – это дисперсная система, т.е. смесь из некоторого количества фаз (тел), не способных раствориться в друг друге или взаимодействовать на уровне химических процессов, а потому сохраняющихся в виде мельчайших капель.

Эмульсия:

Эмульсия, что в переводе с латинского означает «доить», «выдаивать» – это смесь, включающая две или более жидкостей, которые не смешиваются между собой.

Если выражаться научным языком, то эмульсия – это дисперсная система, т.е. смесь из некоторого количества фаз (тел), не способных раствориться в друг друге или взаимодействовать на уровне химических процессов, а потому сохраняющихся в виде мельчайших капель. В классической, двухфазной эмульсии, присутствуют дисперсные:

– фаза – мельчайшие частички определенного жидкого вещества;

– среда – жидкости, в которой эта фаза равномерно распределена.

Чаще всего смеси представляют собой соединение воды и веществ, основанных молекулами со слабой полярностью (липиды, углеводы). Так, ярким классическим примером эмульсии служит молоко – смесь из воды и молочного жира, равномерно распределенного в ней.

Смеси в основном являются дисперсными системами грубого характера, т.к. размер капель, представляющих фазу, колеблется в пределах от 1 до 50 микрометров. Если их концентрация низкая – это говорит о неструктурированном характере, высокая – о наличии четкой структурированной системы.

Свойства и характеристики эмульсий:

Кроме концентрации и непосредственно дисперсности, еще одной ключевой характеристикой эмульсии является ее устойчивость во времени, а также агрегативная устойчивость и наличие эмульгаторов. Все эти факторы позволяют оценить ее конечные свойства.

Дисперсность эмульсии:

Дисперсность эмульсии измеряется в размерах частиц ее фазы, выражается в микрометрах и обычно представляется в виде гистограммы.

Устойчивость эмульсии во времени:

Этот параметр – устойчивость во времени – может быть выражен двумя формами:

– скоростью, с какой эмульсия расслаивается. Смесь оставляют на определенное время и после появления двух разных слоев измеряют высоту либо объем слабополимерной фазы;

– временем, которое «живут» отдельные капли. Используется метод наблюдения под микроскопом, где капля слабополимерной жидкости помещается на самую границу составляющих, а после фиксируется время, требующееся для их слияния.

На практике чаще используется первый метод, как менее затратный и более простой.

Концентрация эмульсии:

Концентрация – это один из основных параметров, определяющих итоговое свойство эмульсии, на котором основана дальнейшая классификация смесей. Соответственно эмульсии могут быть:

– разбавленные;

– концентрированные;

– высококонцентрированные.

Агрегативная устойчивость эмульсии:

Агрегативная устойчивость эмульсии – еще одно свойство, указывающее на способность сохранять во временном промежутке первичные размеры капель, из которых состоит дисперсная фаза. Соответственно различают три вида эмульсии:

– электростатическая эмульсия. Соответствующее поле образуется вокруг капель, составляющих эмульсию, в результате чего появляется энергетическая преграда, которая не позволяет частицам сближаться до того момента, пока сила притяжения превысит электростатическое отталкивание;

– адсорбционно-сольватная эмульсия. Поверхностное натяжение, возникающее на границе среды и фазы, уменьшается благодаря эмульгаторам, которые адсорбируются на поверхности капель, что делает смесь более устойчивой;

– структурно-механическая эмульсия. В этом случае молекулы эмульгатора образуют достаточно плотный слой на поверхности нерастворяющихся капель, что препятствует их слиянию со средой благодаря повышающейся вязкости и упругости.

Чаще всего один из этих видов является основным, а остальные – вспомогательными.

Наличие эмульгаторов:

Устойчивость также зависит от выбора эмульгатора, чья основная задача уменьшить или свести к минимуму энергию , присутствующую на границе раздела среды и фазы, и того, насколько плотно покрыта поверхность эмульсии эмульгаторами.

Эмульгаторы – вещества, обеспечивающие создание эмульсий из несмешивающихся жидкостей. Их наличие необходимо для придания устойчивости концентрированным смесям. Ими могут быть:

– коллоидные поверхностно-активные вещества;

– тонкоизмельченные нерастворимые порошки.

Типы и виды эмульсий:

Основное разделение смесей на типы характеризуется таким параметром, как полярность дисперсных фазы и среды. Это:

– прямые («масло-вода») эмульсии, I рода, где неполярная масса (обычно липидная) распределена в воде;

– обратные («вода-масло») эмульсии, II рода, где вода представляет собой фазу, распределенную в неполярной среде (масляной).

При определении типа эмульсии используют правило Банкрофта – дисперсной средой является та жидкость, входящая в состав эмульсии, которая лучше растворяет эмульгатор или лучше его смачивает, в случае, если это порошок. Однако есть исключение – на 100% это правило работает лишь в случае, когда смесь имеет не более двух компонентов.

Читайте также:  Как выставить метки грм на ВАЗ 2114 тонкости процедуры

В остальных ситуациях используют экспериментальные методики определения типа эмульсии:

  1. 1. Разбавление. Капля эмульсии помещается в емкость с водой: если она не распределяется в пробирке, это говорит о типе «вода-масло».
  2. 2. Смачивание гидрофобной поверхности. При нанесении капли эмульсии на пластину из парафина при типе «вода-масло» капля начнет растекаться.
  3. 3. Определение непрерывной фазы. Рядом с каплей помещают кристаллы водорастворимых красителей и соединяют вещества – при наличии смеси типа «масло-вода» она не окрасится. Для подтверждения результатов проводится повторный опыт с жирорастворимыми красителями.
  4. 4. Измерение электропроводности. В смесь помещают электроды и неоновую лампу – если последняя загорится, значит, тип эмульсии – «масло-вода», т.к. вода обладает большей электропроводностью, чем масло .

Также смеси делятся на:

– лиофильные – те, что образуются самостоятельно и имеют устойчивость к термическому воздействию. Обычно это так называемые критические эмульсии, возникающие в местах, где при высоких (критических) температурах смешиваются жидкие дисперсные фазы;

– лиофобные – образующиеся при распаде твердых частиц на мелкие составляющие (эмульгировании) под воздействием механических, акустических или электрических факторов либо как результат конденсации в растворах и сплавах высокой насыщенности.

Отличительная черта лиофобных эмульсий – отсутствие устойчивости к термическому воздействию и возможность длительно существовать исключительно при наличии в составе эмульгаторов.

Способы и методы получения эмульсий:

Любая смесь, включающая в себя две несмешиваемых жидкости, находится в состоянии, устойчивом к воздействию термодинамических сил, но лишь до того момента, пока обе представляют собой сплошной слой: более легкий вверху и более тяжелый – внизу. В тот момент, когда один из этих слоев начинают подвергать дроблению, увеличивается межфазный слой, состоящий из смеси двух жидкостей, что приводит к уменьшению термодинамической устойчивости. При этом чем больше энергии будет затрачено на получение эмульсии (смешивание слоев), тем менее устойчивой она станет. Для того, чтобы повысить последний параметр и используют эмульгаторы, присутствующие во всех смесях, кроме тех, что образуются самостоятельно. Следовательно, практически любая эмульсия – это трехкомпонентная жидкость , одна их которых представлена каплями.

Для получения каждой определенной эмульсии капли должны быть определенных размеров, а их получение проводится двумя методами:

– конденсационным – когда капли выращивают из малых размеров до нужных;

– диспергационным – дроблением больших капель на малые.

Конденсационные способы и методы получения эмульсий:

Конденсация из пара. Пар жидкости, которая станет дисперсной фазой, впрыскивается под поверхность другой, образующей в будущем дисперсную среду. В результате пар насыщается молекулами второй жидкости и в виде конденсата нужных размеров стабилизируется в среде при помощи эмульгатора.

В зависимости от того, с каким давлением будет подаваться пар, а также размера выпускного сопла (диаметра) и выбранного стабилизатора, появится возможность получить капли от 1 до 20 микрометров.

Замена растворителя. Вещество, выбранное в качестве фазы будущей эмульсии, подвергают растворению в определенном растворителе («хорошем»), что позволяет получить истинный раствор . При попытке ввести в получившуюся смесь другой растворитель, не взаимодействующий с первым и портящий его, получится обратный эффект – ранее растворенное вещество снова станет «собираться» в капли.

Диспергационные способы и методы получения эмульсий:

Механический метод. Заключается в непосредственном воздействии на выбранные жидкости для их равномерного смешивания путем дробления более крупных частиц на мелкие. Это может быть классическое смешивание, энергичное встряхивание, гомогенизация и прочее.

Встряхивание обычно не требует применения специальных устройств, т.к. используется для получения небольших объемов и проводится вручную: емкость или пробирку берут в руки и энергично трясут (например, для химических опытов). Смешивание же допустимо и для значительных объемов смесей (в промышленности), поэтому для получения некоторых их них используют специальные аппараты и механизмы. Гомогенизация – это полноценный технологический процесс, требующий наличия специального оборудования . В нем эмульгирование проводится путем пропуска смешанных жидкостей через мелкие отверстия при помощи высокого давления.

Применение ультразвука. Методика заключается в воздействии на смеси высоких частот (20-50 кГц), поэтому подразумевает наличие специализированного оборудования.

Электрические методики. Сложный, но наиболее часто применяемый метод, обладающий рядом преимуществ. При его использовании вещество, подлежащее дроблению, помещается в специальный сосуд, который венчает капиллярная воронка. Последняя соединяется с источником тока (положительный заряд). Сам сосуд подлежит заземлению при помощи помещения в колбу с круглым дном, где присутствует заземленный электрод. В колбу помещается жидкость, которая в будущей эмульсии будет выступать дисперсной средой, а сама смесь образуется методом соединения капель, истекающих из воронки, под воздействием электрического тока.

Размеры частиц в этом методе регулируются величиной зазора между воронкой и жидкостью и, непосредственно, величиной напряжения, и могут достигать 1-10 микрометров. Для повышения устойчивости в эмульсию можно вводить эмульгатор, но большого его количества не требуется. В этом и состоит главный плюс метода – возможность получать сравнительно устойчивые эмульсии обоих типов с высокой монодисперсностью. Из недостатков выделяют невозможность введения эмульгатора в слишком вязкие смеси.

Самопроизвольное эмульгирование. Подразумевает самостоятельное образование смесей, не требующее энергетических затрат, поступающих извне, например, при попадании двух веществ в зону критической температуры.

Методы разрушения эмульсий:

Деэмульгирование – такой же важный процесс, как и создание самой эмульсии. Разрушение полученных смесей достигается двумя методами: сидементацией (осаждением) и коалесценцией.

Сидементация (осаждение):

В реальных эмульсиях окончательного, завершенного разрушения не возникает, а создаются две отдельные эмульсии, причем в одной содержание дисперсной фазы высокое, а в другой – низкое. Более крупные и тяжелые капли фазы опускаются на дно более легкой среды (осаживаются). Для того, чтобы данный процесс прошел быстрее, на предприятиях используют центрифуги.

Коалесценция:

Коалесценция представляет собой процесс, при котором смесь разделяется на отдельные чистые жидкости. Происходит разделение в два этапа:

  1. 1. флокуляция – процесс, при котором вещество, представляющее фазу, превращается в рыхлые, хлопковые частицы, легко растворяемые даже при слабом перемешивании эмульсии;
  2. 2. непосредственно разделение – образованные на первом этапе частицы превращаются в крупные капли, легко выделяемые в отдельное вещество. При этом разрушить полученные агрегаты и вернуть эмульсии первоначальное состояние практически невозможно, для этого требуется весьма интенсивное перемешивание.

Способы разрушения эмульсий:

Существует несколько техник разрушения эмульсий, при чем использоваться они могут как индивидуально, так и комбинированно.

Химическое разрушение:

Выполняется двумя способами:

– удаление барьеров, своеобразных пленок между слоями смеси, которые препятствуют их смешиванию. Применение специальных химических веществ позволяет нейтрализовать подобную защиту, буквально растворить пленочные барьеры;

– обращение эмульсии. Применение вещества, считающегося обратным помещенному в эмульсию эмульгатору, нейтрализует действие последнего.

Термическое разрушение:

Осуществляется двумя противоположными способами:

– повышение температуры – заключается в доведении эмульсии до ее критически высокой температуры (у каждой смеси она своя) и последующего отстаивания. Метод основан на том, что химические реакции некоторых веществ усиливаются, что влияет на вязкость смеси и состав ее барьерного слоя;

– понижение температуры – в этом случае при замерзании водная часть эмульсии превращается в кристаллы, а масляная – сжимается. Если в искомой жидкости содержаться соли, они тоже могут превратиться в кристаллы, которые, вместе с водяными, «разрывают» защитные пленки , не позволяющие основным компонентам смешиваться.

Читайте также:  Какая машина лучше ауди или тойота

Осаждение с применением физических сил:

Основано на действии силы тяжести и центробежной силы:

– отстаивание – смеси, состоящие из крупных, грубых масляных фаз, помещают в специальные отстойники не менее, чем на 1 час, при этом более мелкие и мягкие частицы продолжают находиться во взвешенном состоянии;

– использование центрифуг – при стремительном вращении составляющие, обладающие большей тяжестью, смещаются (отталкиваются) к периферии, в то время как более легкие компоненты сосредотачиваются в центре. Методика более распространенная, т.к. дает возможность взаимодействовать с большими объемами эмульсий за краткий период времени – результат достигается в течение нескольких минут.

Электрические способы:

Данные способы эффективны лишь для двух видов эмульсий:

– тех, что содержат в себе заряженные частицы;

– электронейтральных, но способных приобрести дополнительный дипольный момент, который индуцируется в электрическом поле.

Данный способ требует наличия и применения специализированной техники, поэтому используются редко.

Применение эмульсий:

Эмульсия – довольно сложное химическое соединение, но она нашла применение практически во всех современных отраслях промышленности. В первую очередь, это продукты питания – майонез, различные соусы, сливочное масло, и косметика – шампуни, средства для снятия макияжа и ухода за кожей – все это разновидности эмульсий. Незаменимы эмульсии в автомобильной и строительной отраслях – моторные масла, охлаждающие и тормозные жидкости, пропитки и битумные материалы. Также стоит отметить фармацевтику – многие лекарственные препараты, призванные укреплять здоровье и спасать жизнь человека представляют собой эмульсии, о чем большинство людей даже не задумывается.

Грубо дисперсные системы

Рис. Стабилизация суспензии оксида железа (III) в бензоле с помощью ПАВ.

Пыль, дым и туман

Пыль, дым и туман представляют собой грубо дисперсные системы типа твердое вещество в газе и жидкость в газе. Кинетическая неустойчивость этих систем приводит к их быстрому разрушению. Однако при сильных порывах ветра, понижении температуры воздуха, пожарах и в результате работы промышленных предприятий пыль, дым и туман образуются вновь.

Дымы и туманы применяют в военном деле для маскирования определенных объектов и передвигающихся войсковых подразделений. Из всех известных дымов наивысшей кроющей способностью обладает маскировочный дым, который получается при горении фосфора.

Образование пыли, дыма и тумана является в большинстве случаев нежелательным процессом. Так, длительная работа в шахтах, воздух которых содержит мельчайшие пылинки кремнезема, приводит к опасному и практически неизлечимому заболеванию — силикозу. Тяжелые легочные заболевания вызывают дымы, образованные оксидами некоторых тяжелых металлов. Мелкая пыль, состоящая из частиц органического происхождения (уголь, сахарная пудра, мука), при определенной концентрации в воздухе дает взрывоопасную смесь.

Суспензии

Суспензиями называют взвеси порошков в жидкостях; концентрированные суспензии называют также пастами. Частицы этих дисперсных систем представляют собой мелкие обломки кристаллических или аморфных тел, практически не растворимых в окружающей их среде. Суспензии широко применяют в строительстве, сельском хозяйстве и химической промышленности.

Неустойчивость суспензий выражается в быстром осаждении твердой фазы, скорость которой зависит от природы частиц, их размера, массы и плотности, а также от температуры, плотности и вязкости дисперсионной среды. Частицы дисперсной фазы могут осаждаться независимо друг от друга или первоначально слипаться в агрегаты. В последнем случае суспензия является агрегативно неустойчивой и быстро разрушается.

Рис. 2. Стабилизация суспензии сажи в воде с помощью ПАВ

Суспензии, частицы которых защищены оболочкой из молекул окружающей среды, являются агрегативно устойчивыми. Образование прочных сольватных ободочек происходит в том случае, если поверхность частиц хорошо смачивается окружающей жидкостью. Поэтому суспензии гидрофильных минеральных порошков (СаСО3, BaSО4, Al2O3) в воде и гидрофобной сажи в бензоле агрегативно устойчивы. Суспензия оксида железа (III) в бензоле является агрегативно неустойчивой, поскольку полярная поверхность частиц не смачивается бензолом. Однако ее можно стабилизировать добавлением какого-нибудь ПАВ, например олеиновой кислоты. Прикрепляясь полярными группами —СООН к поверхности частиц оксида железа, молекулы олеиновой кислоты ориентируются наружу своими неполярными углеводородными радикалами. Получающаяся при этом новая гидрофобная поверхность хорошо смачивается бензолом, и суспензия становится агрегативно устойчивой (рис.). Аналогично можно стабилизировать суспензию сажи в воде. При добавлении ПАВ поверхность частиц сажи гидрофилизируется и окружается гидратной оболочкой (рис.2).

Эмульсии

Эмульсия — это грубо дисперсная система, состоящая из двух практически не смешивающихся жидкостей, одна из которых (дисперсная фаза) распределена в другой (дисперсионной среде) в виде мельчайших капелек, размер которых изменяется обычно в пределах от 0,1 до 50 мкм. Эмульсии принято называть, указывая сначала дисперсную фазу, а затем дисперсионную среду. Например, если говорят «эмульсия масла в воде», то это означает, что масло в виде мельчайших капелек распределено в воде.

Рис. 3. Стабилизация эмульсии «вода в масле» и «масло в воде» с помощью ПАВ (в — вода, м — масло).

Для эмульсий характерна прежде всего агрегативная неустойчивость. Сталкиваясь друг с другом, капельки дисперсной фазы сливаются и жидкости быстро расслаиваются. Устойчивые дисперсные системы получаются только в присутствии ПАВ (рис. 3), Эмульгирующей способностью обладают очень многие природные органические соединения с большой молекулярной массой, например белки. Ими стабилизирована, например, такая важная природная эмульсия, как молоко.

С помощью высокоэффективных поверхностно — активных веществ можно получать эмульсии с содержанием дисперсной фазы до 99%. В таких концентрированных системах нет отдельных капелек; их форма искажается — из шариков они превращаются в многограннику (рис. 4). Примерами концентрированных эмульсий являются сливочное масло, маргарин, майонез, кремы.

Обычные эмульсии можно стабилизировать с помощью порошков, которые при этом должны иметь размер значительно меньший, чем диаметр капелек, и хорошо смачиваться молекулами дисперсионной среды. Окружая капельки с внешней стороны, твердые частицы предохраняют их от слияния при соударениях. Гидрофильный порошок стабилизирует эмульсию типа «вода в масле», а гидрофобный — эмульсию типа «масло в воде» (рис. 5). Стабилизирующая способность порошков сравнительно невысока.

Рис. 4. Строение концентрированных эмульсий, стабилизированных ПАВ.

В некоторых случаях требуется не стабилизировать, а, наоборот, разрушить эмульсию. С этой проблемой сталкиваются, например, в нефтяной промышленности. Сырая нефть представляет собой устойчивую эмульсию воды в жидких углеводородах. Ее стабилизируют растворенные в дисперсионной среде смолы и асфальтены. Для разрушения нефтяных эмульсий можно использовать самые различные методы: центрифугирование, действие высокого напряжения, добавление электролитов. Наиболее эффективными оказываются, однако, химические методы, например разрушение эмульгаторов серной кислотой.

Пены

Пеной называют дисперсную систему, состоящую из множества ячеек, заполненных газом. Ячейки отделены друг от друга твердыми или жидкими пленками малой толщины. Устойчивость дисперсных систем зависит только от прочности их пленочного каркаса.

Рис. 5. Стабилизация эмульсий порошками

Пены с твердыми стенками (каучук, пенопласта) устойчивы, они могут быть использованы в качестве теплоизоляционных и звукоизоляционных материалов. Пены, образованные чистой жидкостью, неустойчивы; их время жизни зависит от вязкости жидкости. Чтобы повысить устойчивость таких систем, в жидкость добавляют пенообразователи — вещества, придающие стенкам пузырьков механическую прочность. Такими веществами являются, в частности, мыла и желатин. Примерами стабилизированных пен могут служить пастила, зефир, суфле. Жидкие пены, содержащие углекислый газ, применяются для тушения пожаров в емкостях с бензином и легкими маслами.

Статья на тему Грубо дисперсные системы

Ссылка на основную публикацию
Электросхема на электродвигатель постоянного тока номер 151010 969
Как работает двигатель постоянного тока — LiveJournal Мастерок.жж.рф Хочу все знать Дорогие мои читатели, начинаем разбирать темы августовского стола заказов...
Электрический котел для отопления квартиры
Электрический котел для отопления дома – как выбрать электрокотел Бытовые электрокотлы удобны в эксплуатации, эффективны и недороги по сравнению с...
Электрический насос для автомобиля
Насос ситемы охлаждения (помпа) устройство и принцип работы Для обеспечения циркуляции жидкости в системе охлаждения двигателя автомобиля применяется центробежный насос,...
Электросхема таврия 1102 цветная с описанием, проводка заз 1102
Схемы ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ Таврии (Славуты 11021103), (обновлено 20200804) Хроники Фрилансера; ТавроБлог Сайт техно-любителей Обновлено 2020/08/03 показаны все картинки. Обновлено 2020/08/01 —...
Adblock detector