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:

C₁₇H₃₃COONа 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.

Дата добавления: 2014-11-20