امولسیون چیست؟
با پیشگامان شیمی همراه باشید.امولسیون مخلوطی از دو یا چند مایع است که در یکدیگر حل نمی شوند و نمی توانند مخلوط شوند.
امولسیون ها زیر مجموعه ای از یک سیستم بزرگتر به نام کلوئید هستند.
اگرچه در برخی موارد اصطلاحات امولسیون و کلوئید به جای یکدیگر استفاده می شوند، گاهی اوقات مخلوطی را امولسیون می نامند که در آن هر دو جزء پیوسته و پراکنده در آب هستند.
در امولسیون، یک مایع (فاز پراکنده) در دیگری (فاز پیوسته) پراکنده می شود.
نمونه هایی از امولسیون ها عبارتند از مخلوط روغن و سرکه، شیر همگن و برخی مواد برش.
تمام سیالات به دو نوع کلی تقسیم می شوند که شامل آب و روغن می شود.
آب در آب و مایعات محلول در آب است و برخی از مایعات به عنوان چربی طبقه بندی می شوند.
البته این طبقه بندی دقیق نیست، اما در بیشتر موارد به خوبی جواب می دهد.
امولسیون ها (مایع- مایع) عمدتاً به دو دسته آب در روغن (W/O) و روغن در آب (O/W) تقسیم می شوند.
در اولی فاز روغنی فاز پیوسته و در دومی فاز آبی را تشکیل می دهد.
Quincke در سال 1888: امولسیون ها از قطرات چربی بزرگ تشکیل شده اند که در یک فاز آبی پراکنده شده اند.
در صنعت نفت که در مورد امولسیون (W/O) صحبت می کنیم، امولسیون (O/W) را امولسیون معکوس می گویند.
در صنعت امولسیون های پیچیده تری مانند امولسیون ها (O/W/O, W/O/W, O1+O2/W و O2/W/O1) تشکیل می شوند که به این امولسیون ها امولسیون های پیچیده می گویند.
فشار قطرات یک امولسیون معمولاً به عنوان کسر حجمی فاز پراکنده (?) بیان می شود.
تاریخچه امولسیون
اصطلاح امولسیون همچنین برای توصیف دسته ای از فیلم های عکاسی حساس به نور استفاده می شود.
این امولسیون های عکاسی حاوی ذرات کلوئیدی هالیدهای نقره هستند که در یک بافت ژلاتینی (ماتریکس) پراکنده شده اند.
امولسیون های هسته ای نیز مشابه فوتومولسیون ها هستند، با این تفاوت که در فیزیک ذرات برای شناسایی ذرات بنیادی با انرژی بالا استفاده می شوند.
خواص امولسیونی
همانطور که گفته شد امولسیون ها از دو فاز پیوسته و پراکنده تشکیل شده اند که مرز بین این دو فاز است.
امولسیون ها اغلب شبیه ابر هستند، زیرا چگالی مرز بین دو فاز باعث عبور نور از آن می شود.
اگر همه نورهای عبوری با سرعت یکسان منتشر شوند، رنگ امولسیون سفید است.
اگر امولسیون به اندازه کافی نازک باشد، فرکانس های بالاتر نور با شدت بیشتری پراکنده می شوند و امولسیون آبی به نظر می رسد که به آن اثر تیندال می گویند.
اگر امولسیون غلیظ داشته باشیم رنگ آن در معرض طول موج های بلندتری قرار می گیرد و زرد می شود.
این پدیده را می توان با مقایسه شیرخشک و خامه مشاهده کرد، زیرا درصد چربی خامه و شیرخشک متفاوت است.
دو ویژگی مهم و کاربرد امولسیون، پایداری و رئولوژی است.
پایداری امولسیون به زمان بازاریابی و عرضه آن بستگی دارد.
بدیهی است که مصرف کنندگان یک کرم با آب و روغن خریداری نمی کنند.
بنابراین، پایداری امولسیون در مدت زمان مشخص شده استفاده بسیار مهم است.
احساس امولسیون پس از استفاده بر روی پوست توسط پارامتر رئولوژی منعکس می شود.
امولسیون ها می توانند کرم، لوسیون و اسپری باشند.
میکروامولسیون (میکرو امولسیون) و نانوامولسیون (نانو امولسیون)
دو نوع امولسیون به نام‌های میکروامولسیون و نانوامولسیون وجود دارد که نور را با اندازه قطرات کمتر از 100 نانومتر از خود عبور می‌دهند.
دلیل این خاصیت این است که نور تنها در صورتی توسط قطرات پراکنده می شود که اندازه آنها بیش از یک چهارم طول موج نور تابشی باشد.
از آنجایی که نور مرئی دارای طول موجی بین 390 تا 750 نانومتر است، اگر اندازه ذرات کمتر از 100 نانومتر باشد، نور می تواند بدون پراکندگی وارد نقاط شود.
امولسیون های معمولی ناپایدار هستند و خود به خود تشکیل نمی شوند.
برای تولید امولسیون نیاز به اعمال انرژی داریم که با تکان دادن، هم زدن، همگن سازی یا اولتراسوند تامین می شود.
با گذشت زمان، امولسیون به حالت پایدار اجزای خود باز می گردد.
نمونه ای از این وضعیت را می توان در جداسازی مخلوط روغن و سرکه در سالاد مشاهده کرد.
برای حفظ حالت این امولسیون باید دائماً هم زده شود.
البته میکروامولسیون های شفاف و نانوامولسیون ها از این قاعده پیروی نمی کنند.
ناپایداری امولسیون
پایداری امولسیون به مقاومت در برابر تغییرات خواص در طول زمان اشاره دارد.
4 نوع فرار در امولسیون ها وجود دارد.
لخته
تجزیه یا نصب
ذوب
Ostwald پختگی
عوامل امولسیون کننده
امولسیفایر ماده ای است که با افزایش ثبات حرکت امولسیون را تثبیت می کند.
مواد فعال سطحی (سورفکتانت ها) نیز در دسته امولسیفایرها قرار می گیرند.
امولسیفایرها معمولاً ترکیباتی با یک نیمه قطبی یا آب دوست و یک نیمه غیر قطبی یا آبگریز هستند.
به همین دلیل، این مواد بسته به قسمت قطبی و غیر قطبی، حلالیت متفاوتی در آب یا روغن دارند.