Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Экспериментальная часть. Цель работы: Приготовление эмульсии подсолнечного масла в воде.

Цель работы: Приготовление эмульсии подсолнечного масла в воде.

Принадлежности к работе: коническая колба с притертой пробкой; мерный цилиндр; пробирка; 4- 5 г буры; 2 - 3 мл подсолнечного масла.

Теоретическая часть

Эмульсии - это дисперсные системы, в которых и дисперсная фаза (условно: растворенное вещество), и дисперсионная среда (условно: растворитель) - жидкие. Степень дисперсности обычных эмульсий не очень велика: радиус их частиц порядка
10-3 – 10-5 см. Обычные эмульсии - это микрогетерогенные системы, состоящие из двух несмешиваюшихся жидкостей, одна из которых диспергирована в другой в виде весьма мелких капель. Обычно одна из фаз эмульсии - вода. Другой фазой может быть любая органическая жидкость, не смешивающаяся сводой: масло, бензол, бензин, керосин и др. Эту другую жидкость принято называть, независимо от ее химической природы, маслом. Кроме воды и масла, всякая устойчивая эмульсия обязательно содержит еще третий компонент, придающий ей агрегативную устойчивость, который называется эмульгатором.

Вода и масло образуют эмульсии двух типов. Первый тип: вода - дисперсионная среда, масло - дисперсная фаза, это эмульсии масла в воде (М/В) - прямые эмульсии. Второй тип - эмульсии воды в масле (В/М) - обратные.

Различают эмульсии разбавленные (концентрация дисперсной фазы до 0,1 %) н концентрированные (концентрация дисперсной фазы > 1 %). Разбавленные эмульсии стабилизируются электролитами, создающими двойной электрический слой на поверхности эмульгированных капель. Они устойчивы, без специальных эмульгаторов. Концентрированные эмульсии устойчивы лишь в присутствии специальных эмульгаторов, в качестве которых используются вещества, образующие на капельках эмульгированной жидкости прочную пленку, не разрывающуюся при столкновениях. Это ВМС: желатин, каучук, смолы и полуколлоиды - мыла.

Выбор эмульгатора определяется следующим правилом: эмульсии М/В стабилизируются растворимыми в воде высокомолекулярными соединениями, например белками, и иоднорастворнмыми - гидрофильными мылами (олеатом натрия, например). Эмульсии В/М стабилизируются ВМС, растворимыми в углеводородах, например полиизобутиленом, олеофильнымн смолами и мылами с поливалентными катионами (олеатом кальция), нерастворимыми в воде и растворимыми в углеводородах.

Пользуясь эффективными эмульгаторами, можно получить эмульсию с очень высокой концентрацией дисперсной фазы - до 99 %. Форма капель в концентрированных эмульсиях искажается, из шариков они превращаются в многогранники. Это связано с тем, что многогранники могут быть плотнее упакованы, чем шарики.

Эмульсии с концентрацией дисперсной фазы более 74 % называют желатинированными. По физическим свойствам они отличаются от обычных. Обычные эмульсии - это жидкости (например, молоко, сливки), желатинированные - твердообразны (например, консистентные смазки, сливочное масло, маргарин, майонез, густые кремы).

Эмульсию одного типа можно превратить в эмульсию другого типа. Это явление называется обращением фаз в эмульсиях (инверсия),оно достигается путем изменения природы эмульгатора. Например, эмульсию бензола в воде, стабилизированную растворимым в воде мылом щелочного металла (олеатом натрия), легко превратить в эмульсию воды в бензоле. Для этого нужно ввести раствор соли с поливалентным катионом (например, СаСl2). При этом образуется нерастворимый в воде олеат кальция, который растворяется в бензоле и стабилизирует эмульсию воды в бензоле.

Эмульсии получают механическим диспергированием дисперсной фазы в дисперсионной среде в присутствии соответствующего эмульгатора. Для диспергирования эмульгируемых жидкостей применяют сильное перемешивание, встряхивание, вибрации, что осуществляется с помощью специальных эмульсаторов, мешалок, коллоидных мельниц, ультразвука. Самопроизвольное эмульгирование играет существенную роль в процессах, связанных с перевариванием и усвоением пищи животным организмом. При попадании, например, в кишечник жира сначала происходит самодиспергирование жира под влиянием ПАВ (холевых кислот), содержащихся в желчи, а затем полученная высокодисперсная эмульсия всасывается через стенку кишечника в организм.

К природным эмульсиям относится ряд ценнейших растительных и животных продуктов: молоко, яичный желток, латекс - млечный сок каучуконосов, из которого получают натуральный каучук.

В пищевой промышленности к эмульсиям относятся не только молочные продукты, но и маргарины, майонезы, соусы. В фармацевтической промышленности многие лекарства применяются в виде эмульсий. Большое значение имеют эмульсии в строительном деле. Эмульсии битума в воде широко применяются при строительстве и ремонте дорог. В сельском хозяйстве гербициды и инсектофунгициды применяются в виде эмульсий.

Работа, затрачиваемая на диспергирование одной жидкости в другую, в значительной мере идет на увеличение свободной поверхностной энергии системы (DF межфазного поверхностного слоя): DF= s × DS > 0, где DS- увеличение поверхности раздела фаз. Это обусловливает агрегативную неустойчивость эмульсий - способность к самопроизвольному слиянию капель (коалесценции) при их столкновениях, что сопровождается сокращением межфазной поверхности и убылью свободной энергии системы. Такие агрегативно неустойчивые эмульсии (и другие дисперсные системы) называются лиофобными. В отличие от них лиофильные эмульсии являются термодинамически устойчивыми и равновесными системами. Примером могут быть так называемые критические эмульсии, возникающие в результате самопроизвольного диспергирования вблизи критической температуры смешения двух жидкостей, когда межфазное натяжение достигает предельно низких значений и энергии теплового движения оказывается достаточно для диспергирования.

При получении высококонцентрированных эмульсий по мере возрастания объемной доли дисперсной фазы (и увеличении дисперсности) происходит постепенное снижение толщины слоя дисперсионной среды между каплями и увеличение его площади.

При некоторой предельно малой (критической) толщине пленки она утрачивает стабилизирующую способность, прорывается, так что дальнейшее повышение концентрации и степени дисперсности эмульсии становится невозможным. Дополнительно введенное количество дисперсной фазы не эмульгируется, отслаивается.

Предельная (критическая) толщина dкр стабилизирующего слоя и соответствующая ей предельная величина поверхности Sµявляются индивидуальной характеристикой эмульгатора и служат мерой его эмульгирующей способности, а эмульсии при условии
d = dкр называются предельно концентрированными.

Под эмульгирующей способностью эмульгатора понимают максимальное количество дисперсной фазы, которое можно диспергировать в данном объеме эмульгатора при некоторых определенных условиях. Количественно эмульгирующую способность можно выразить в объемных процентах дисперсной фазы Соб, %:

Соб, % = Vф/(Vф + Vс)

или в величинах кратности эмульсии Vф/Vс, где Vф – объем дисперсной фазы, Vс – объем дисперсионной среды.

Экспериментальная часть

Взвесить 4 - 5 г буры, перенести в коническую колбу и растворить при нагревании в 95 мл дистиллированной воды. Добавить 2 - 3 мл подсолнечного масла и сильно взболтать в течение 10 с. Получается устойчивая эмульсия. 10 мл эмульсии из цилиндра переливают в пробирку и определяют время расслоения.




©2015 studenchik.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.