Значение мицеллярных растворов

Для биологических систем и практики определяется способностью мицелл солюбилизировать различные вещества.

В настоящее время МЦ рассматриваются как модели биологических мембран, благодаря сходству некоторых свойств структуры мембран и мицелл.

Мицеллы солей желчных кислот играют важную роль в транспорте и адсорбции липидов, являются солюбилизаторами холестерина, обеспечивают вывод лекарств из организма.

Мицеллярные системы обладают сильным моющим действием. При сухой химической чистке происходит солюбилизация обратными мицеллами полярных загрязнений с тканей, прямыми мицеллами солюбилизируются жирные углеводородные загрязнения, на чем основано моющее действие ПАВ.

Лекция 12

Лиофобные дисперсные системы.

Эмульсии

Эмульсии – свободнодисперсные системы, в которых дисперсионная среда и дисперсная фаза являются жидкостями (которые не смешиваются или смешиваются ограниченно).

Классификация

1. В зависимости от полярности фаз различают два типа эмульсии:

1) прямые (1-ого рода) – м/в – состоят из полярной дисперсионной среды – воды и неполярной дисперсной фазы (масло)

2) обратные (2-ого рода) – в/м – неполярная дисперсионная среда и полярная фаза (вода)

2. В зависимости от концентрации дисперсной фазы

а) разбавленные - с φ_д.ф. <1% от объема

б) концентрированные 0,1 < φ_д.ф. <74об.%

в) высококонцентрированные φ_д.ф. >74об.%

От концентрации дисперсной фазы зависят все основные свойства эмульсий, в первую очередь, устойчивость и методы стабилизации.

В разбавленных и концентрированных эмульсиях капли имеют шарообразную форму,

в эмульсиях с φ_д.ф.≈ 74% - сферическую, но расположены вплотную

в эмульсиях с φ_д.ф. >74% - деформация капель и эмульсия образует соты – капли-многогранники

Несколько необычный выбор значения концентрации (74%), отделяющего концентрированные и высококонцентрированные эмульсии, обусловлен следующими соображениями. Из математики известно, что шары при плотной их упаковке занимают 74% объёма системы, а остальные 26% объёма приходится на промежутки между шарами (в случае эмульсий – на дисперсионную среду). Таким образом, 74% - это объёмная концентрация, когда капельки дисперсной фазы, плотно прижатые друг к другу, ещё сохраняют сферическую форму. При дальнейшем увеличении содержания фазы капельки деформируются.

при φ_д.ф. > 90% гели, их называют желатинированными, они не текут и не седиментируют.

По своим реологическим свойствам они принципиально отличаются от обычных эмульсий. Действительно, разбавленные и концентрированные эмульсии – жидкообразные тела, текущие при любых напряжениях сдвига. Их вязкость возрастает с повышением концентрации в согласии с уравнением Эйнштейна. Желатинированные эмульсии, подобно гелям и студням, твёрдообразны и имеют вполне определённый предел текучести. Примерами таких эмульсий могут служить сливочное масло, маргарин, густые косметические кремы и т.п.

Получение: Эмульсии, как и любые дисперсные системы, могут быть получены как конденсационными (конденсация паров, например углеводородов, в воде или заменой растворителя), так и диспергационными методами. Чаще получают эмульсии диспергационными методами.

В лаборатории наиболее простым приёмом диспергирования является энергичное встряхивание пробирки или колбы с несмешивающимися жидкостями. При этом одна жидкость в виде мелких капелек (их радиус 10^-5–10^{-7 м) распределяется в объёме другой.}

Для определения типа эмульсии существует несколько методов:

1) разбавление или смешение капли эмульсии с водой или маслом. Каплю эмульсии вносят в пробирку с водой. Если капля равномерно распределяется в воде, - это эмульсия (М/В). Капля эмульсии (В/М) смешиваться с водой не будет.

Метод осуществляют и по-другому. Каплю эмульсии и каплю воды помещают на предметное стекло и стекло наклоняют так, чтобы капли пришли в соприкосновение. Если капли сольются, то дисперсионной средой является вода, если не сольются - масло. Если наблюдается смешение с водой – прямая или наоборот.

Или капля эмульсии и воды располагают рядом: если сольются - прямая.

2) избирательное окрашивание одной из фаз красителями:

К небольшому объему эмульсии добавляют краситель, растворимый в одной из жидкостей. Получают окрашивание либо капелек фазы, либо дисперсионной среды. Если краситель растворим в воде, то он в эмульсии (М/В) окрашивает дисперсионную среду, а капельки масла остаются бесцветными; в эмульсии (В/М) - наоборот. Это видно при наблюдении пробы эмульсии на предметном стекле микроскопа. Жирорастворимый краситель окрашивает дисперсионную среду эмульсии обратного типа (В/М).

водорастворимые – метиленовая синь, конго красный

жирорастворимые – судан 3

3) По электропроводности. Стабилизатором эмульсий прямого типа обычно являются ионогенные ПАВ (например, олеат натрия), диссоциирующие в водной среде на ионы. Они обуславливают достаточно высокую электропроводность эмульсий (М/В). Малые значения электропроводности указывают на образование обратной эмульсии (В/М).

Таким образом, если опустить в эмульсию электроды, соединённые с аккумулятором и амперметром, то отклонение стрелки последнего будет означать, что дисперсионной средой является вода, а эмульсия относится к типу (М/В).

4) по смачиваемости эмульсией бумаги или парафина

Наносят каплю эмульсии на поверхность пластинки, покрытой слоем парафина. Если капля растекается по поверхности, то эмульсия обратного типа (В/М), если не растекается, то - прямого типа (М/В).

На фильтровальную бумагу наносят каплю эмульсии. Если средой является вода, то капля быстро впитывается в бумагу, на которой остается жирное пятно. Капля эмульсии (В/М) не впитывается.