Эмульсии

Эмульсиями называются микрогетерогенные системы из несмешивающихся жидкостей, состоящие из мель­чайших капелек одной жидкости, размерами 10^-6-10^-4м (дисперсная фаза), распределенных в объеме другой жид­кости (дисперсионной среды).

К эмульсиям относится ряд важнейших жиросодержащих продуктов питания: молоко, сливки, сметана, сливочное масло, маргаран, майонез и др. Нерастворимые в воде жидкие растительные и твердые животные жиры, попадая в организм, переводятся эмульгированное состояние под действием желчных кислот. Затем капельки водной эмульсии жира подвергаются воздействию фер­ментов желудочного сока и при большой поверхности соприкосновения с желудочным соком легко усваиваются организмом.

Эмульсии образуются из двух несмешивающихся жидкостей, сильно различающихся по полярности. Практически всегда одной из жидкостей является вода (полярная жидкость), а другой ~ ка­кая-либо неполярная жидкость, обычно называемая маслом. Это могут быть растительные или нефтяные масла и другие неполярные жидкие органические вещества (бензол, хлороформ и др.). В зависимости от того, какая из жидкостей является дисперсионной средой (непрерывной фазой), а какая - дисперсной фазой (от­дельные капельки жидкости), эмульсии делят на два типа: пря­мые - "масло в воде" (М/В) и обратные - "вода в масле" (В/М) (рис. 27.16). Образование эмульсии типа М/В или В/М не зависит от соотношения объемов жидкостей, взятых для ее получения, а определяется природой эмульгатора. Дисперсионной средой всегда служит та жидкость, в которой растворим эмульгатор. Если эмульгатор растворим в воде, то образуется эмульсия типа М/В, если он растворим в масле, то - эмульсия В/М. Так, желчные кислоты, хорошо растворимые в воде, являются эмульгаторов для жиров, попадающих в организм, и образуют эмульсии типа М/В.

Тип эмульсии можно установить: а) измерением электрической проводимости (при этом для прямых эмульсий М/В харак­терна высокая электрическая проводимость, а для обратных эмульсий В/М - низкая); б) смешением с избытком полярной или неполярной жидкости; в) окрашиванием водорастворимы­ми или жирорастворимыми красителями; г) по смачиванию, т. е. растеканию капли эмульсии на гидрофобной или гидро­фильной поверхности.

Рис. 27.16. Типы эмульсий: а — прямая эмульсия (М/В); б — обрат­ная (В/М)

В зависимости от концентрации дисперсной фазы различа­ют эмульсии разбавленные (не более 1,0 %), концентрирован­ные (не более 75 %) и высококонцентрированные, или кремы (более 75 %).

Эмульсии относятся к лиофобным дисперсным системам, по­этому они требуют присутствия специального стабилизатора, ко­торый называется эмульгатором. Хорошими эмульгаторами являются ПАВ и некоторые ВМС, дифильные молекулы которых, адсорбируясь на границе раздела масло/вода и ориентируясь в соответствии с правилом уравнивания полярностей, снижают межфазное поверхностное натяжение _ж/_ж. При этом вокруг мельчайших капелек дисперсной фазы образуется прочный слой из молекул эмульгатора, который увеличивает сродство дисперсной фазы к дисперсионной среде, т. е. лиофилизирует эмульсию. В качестве эмульгаторов возможно также использование тонкоизмельченных до мелкого порошка нерастворимых минералов: глины, гипса, сажи, оксидов и сульфидов некоторых металлов. При этом гидрофильные порошки стабилизируют прямые эмуль­сии М/В, а гидрофобные - стабилизируют обратные эмульсии В/М. Эмульгирующая способность порошков значительно меньше, чем растворимых эмульгаторов, и объясняется в основном соз­данием на поверхности капель структурно-механического барь­ера, ограждающего капли от слияния.

Агрегативная устойчивость эмульсий обеспечивается присут­ствием эмульгатора. Понижение агрегативной устойчивости эмуль­сии приводит к самопроизвольному слиянию капелек дисперсной фазы - коалесценции. Коалесценция в свою очередь может при­вести к разрушению эмульсии, т. е. разделению ее на два жид­ких слоя. В разбавленных эмульсиях, стабилизированных ионо-генными ПАВ, коалесценция может быть вызвана теми же фак­торами, что и коагуляция лиофобных коллоидных растворов: добавлением небольшого количества электролитов, механиче­ским воздействием (сбиванием, центрифугированием), нагрева­нием, способствующим десорбции эмульгатора.

Эмульсии - седиментационно неустойчивые системы. При их разрушении происходит оседание или всплывание капелек дисперсной фазы.

Эмульсии можно получать как диспергационными, так и конденсационными методами, но обычно для этой цели исполь­зуют диспергирование одной жидкости в другую в присутствии эмульгатора.

Эмульсии широко распространены в природе и играют боль­шую роль в практической медицине. Многие лекарства готовят в виде эмульсий. Как правило, внутрь принимают эмульсии ти­па М/В, а наружные лекарственные препараты представляют собой эмульсии типа В/М. В санитарно-гигиенической практи­ке часто возникает необходимость разрушать эмульсии с целью очистки природных и промышленных вод.