Механизмы разрушения эмульсий

Биология » Эмульсии и эмульгаторы » Механизмы разрушения эмульсий

За разрушение эмульсий отвечают разные механизмы. Отстаивание или седиментация происходят из-за разницы плотностей дисперсной фазы и дисперсионной среды. Отстаивание наблюдается чаще, чем седиментация, поскольку более распространены эмульсии типа «масло в воде», а плотность масляной фазой меньше плотности водной фазы. У некоторых масел плотность больше, чем у воды, поэтому добавление таких растворителей к масляной фазе используется для повышения стабильности эмульсий, требующих длительного хранения. Капли в эмульсиях могут также флокулировать, а это означает, что система будет находится во «вторичном минимуме». В этом случае система находится в энергетически устойчивом состоянии, в котором капли максимально сближены друг с другом, но сохраняют свою целостность. Отстаивание, седиментация и флокуляция являются обратимыми процессами. Это значит, что при определенных условиях систему можно вернуть в исходное состояние, например при наложении сдвиговых нагрузок. Гораздо более глубокие изменения в эмульсиях вызывает процесс коалесценции, при котором капли сливаются друг с другом. Коаленценцию можно рассматривать как необратимый процесс. В ряде случаев, если вторичный минимум невелик или вовсе отсутствует, разделить процессы флокуляции и коалесценции практически невозможно.

Рис. 1. Механизмы дестабилизации эмульсий. Обратите внимание, что различные процессы могут происходить одновременно

Существует еще один механизм дестабилизации эмульсий — это оствальдово созревание. В этом процессе из маленьких капель, следовательно, капель с большим соотношением площади и объема, уходит вещество, и в конце концов эти капли исчезают, в то время как более крупные капли увеличиваются в размере. Процесс осуществляется за счет диффузии молекул дисперсной фазы через дисперсионную среду. Скорость оствальдова созревания в эмульсиях типа «масло в воде» зависит от растворимости масла в воде, поэтому процесс гораздо заметнее для эмульсий низших углеводородов а не высших углеводородов.

При обсуждении стабилизации эмульсий можно провести параллель со стабилизацией дисперсий, содержащих твердые частицы, т. е. суспензий. В суспензиях обычно плотность частиц дисперсной фазы больше, чем плотность дисперсионной среды, поэтому для них характерен процесс седиментации, а не всплывания капель. Процессы флокуляции также присущи суспензиям; как и в случае эмульсий, благодаря флокуляции суспензия оказывается во вторичном минимуме, что подразумевает обратимость системы. Рано или поздно частицы твердой фазы необратимо агрегируют, что эквивалентно процессу коалесценции в эмульсиях. Если частицы дисперсной фазы в какой-то мере растворимы в воде, как, например, большинство солей и оксидов, в результате оствальдова созревания постепенно увеличивается размер частиц дисперсной фазы, причем часто процесс заканчивается образованием суспензии с более узким распределением частиц по размерам.


Другое по теме:

Эволюция эукариотического генома
В отличие от изменений прокариотического генома преобразования генома в эволюции эукариот связаны с нарастающим увеличением количества ДНК. Это увеличение наблюдается в процессе прогрессивной эволюции эукариот. На фоне такого увеличения б ...

Мир реальных макрообъектов - статистическая физика
Выход книги Дарвина “Происхождение видов” (1859) совпал с открытием Дж. Максвеллом статистического закона о распределении молекул по скоростям, который допускает случайные события. С теорией естественного отбора Дарвина и законом Максвелл ...

Корень — вегетативный орган. Корневые системы
Корень — осевой подземный орган, радиально симметричный, нарастающий в длину благодаря делению и последующему росту клеток в области верхушечной образовательной ткани. Функции корня. Корень укрепляет растение в почве, поглощает из нее ...