Emulsiones – Definición, Tipos, Preparación, Propiedades

¿Sabías que “emulsión” proviene de la palabra latina “mulgeo”, que significa “lechar”? La leche es una emulsión de grasa y agua que contiene una variedad de ingredientes adicionales. Pero, ¿qué son exactamente las emulsiones y qué papel juegan en nuestra vida diaria y en el lugar de trabajo?

Las emulsiones son combinaciones de dos o más tipos de líquidos, uno de los cuales es una gota de tamaño microscópico o incluso nanométrico que se esparce por el otro. A menudo, estos están hechos de componentes líquidos en su estado natural o, más comúnmente, a través de métodos como la agitación, suponiendo que los fluidos que se mezclan no tienen solubilidad mutua. Echemos un vistazo más de cerca a cada uno de ellos individualmente.

emulsiones

“Las soluciones coloidales en las que tanto la fase dispersa como el medio de dispersión son líquidos se conocen como emulsiones”.

La leche, que tiene glóbulos de grasa esparcidos en el agua, es un buen ejemplo de emulsión. Los glóbulos emulsionados tienen un tamaño aproximado de 10 ^-6 m. En cierto modo, las emulsiones son similares a los soles liófobos.

Un conjunto de sistemas mixtos conocidos como soluciones, geles o suspensiones también se denominan emulsiones. Considere la emulsión fotográfica, que es un gel de gelatina con cristales microscópicos distribuidos por todas partes. Otros tipos de emulsiones incluyen mantequilla, que es una emulsión de agua en grasa, y yemas de huevo con lecitina.

Tipos de emulsiones

Las emulsiones se caracterizan de la siguiente manera en función de la naturaleza de la fase dispersa:

1. Emulsiones de aceite en agua (O/W): Una emulsión de aceite en agua es aquella en la que el aceite sirve como fase dispersa y el agua como medio de dispersión. Un buen ejemplo de una emulsión de aceite en agua es la leche. Los glóbulos de grasa líquida en la leche se distribuyen en el agua. Otros ejemplos son la crema que desaparece, etc.
2. Emulsiones de agua en aceite (W/O): Una emulsión de agua en aceite es aquella en la que el agua sirve como fase dispersa y el aceite sirve como medio de dispersión. Las emulsiones de aceite son otro nombre para estas emulsiones. Las emulsiones como la mantequilla y la crema fría son ejemplos comunes. Otros ejemplos son el aceite de hígado de bacalao, etc.

Preparación de Emulsión

Las emulsiones se hacen batiendo vigorosamente una mezcla del aceite necesario y agua con un mezclador de alta velocidad o vibradores ultrasónicos. La simple agitación mecánica da como resultado emulsiones inestables. El aceite y el agua tienen tendencia a separarse. Por lo general, se agrega un agente estabilizador adecuado para lograr una emulsión estable. Un emulsionante o agente emulsionante es el nombre del ingrediente estabilizador. Al principio, el emulsionante se combina con el aceite y el agua.

Los jabones, los detergentes, el ácido sulfónico de string larga y los coloides liofilizados como la gelatina, la albúmina y la caseína son ejemplos de compuestos que pueden funcionar como emulsionantes.

Naturaleza de la emulsión

En el caso de una determinada emulsión, diferentes emulsionantes pueden comportarse de manera diferente.

Por ejemplo :

• La preparación de emulsiones de aceite en agua requiere oleato de sodio.
• El agua en aceite se elabora con oleatos de magnesio y calcio. Cuando se introduce oleato de calcio en una emulsión estabilizada con oleato de sodio, la estabilidad del sistema sufre. La emulsión de aceite en agua se vuelve inestable a una relación específica de Na ⁺ , Ca ⁺ . Si la concentración de iones Ca ²⁺ aumenta rápidamente, el tipo de emulsión se invierte y la emulsión de aceite en agua se convierte en una emulsión de agua en aceite.

Identificación de la emulsión

Existen varios métodos para determinar si una emulsión es una emulsión de aceite en agua o de agua en aceite. Las siguientes son las características de una emulsión.

1. Prueba de tinte: La emulsión se agita con un color soluble en aceite. Es una emulsión de tipo aceite en agua si el color es visible al mirar una gota de la emulsión. Un tipo de agua en aceite es aquel en el que todo el fondo está coloreado.
2. Prueba de dilución: A la emulsión, agregar agua. Si la emulsión se puede diluir con agua, el agua sirve como medio de dispersión y la emulsión es una emulsión de aceite en agua. Si el aceite no se diluye, funciona como un medio de dispersión y el resultado es una emulsión de agua en aceite.
3. Prueba de conductividad: Agregue una pequeña cantidad de un electrolito (Ejemplo: KCl) a la emulsión. Si esto hace que la emulsión sea eléctricamente conductora, entonces el agua es el medio de dispersión. Si el agua no está en la fase dispersa.

Relación entre concentración y apariencia

La interfaz es una frontera que existe entre las fases dispersa y continua. Debido a que las interfases de fase presentes en la emulsión dispersan la luz a diferentes longitudes de onda, las emulsiones tienen un aspecto borroso.

El color de la emulsión está determinado por su concentración. Cuando toda la luz se distribuye uniformemente, las emulsiones aparecen blancas. La luz de baja longitud de onda se dispersa más en emulsiones diluidas, lo que hace que la emulsión se vea de color azul. El “Efecto Tyndall” es el nombre que recibe este fenómeno. El color se distorsionará a longitudes de onda sustancialmente más largas y parecerá más amarillo si la emulsión está lo suficientemente concentrada.

El sistema tiene un color translúcido cuando se utilizan determinados tipos de emulsiones, como nanoemulsiones y microemulsiones. Este atributo surge del hecho de que las ondas de luz solo son dispersadas por gotitas cuyo diámetro excede un cuarto de la longitud de onda de la luz incidente. Estos sistemas tienen un aspecto translúcido porque el tamaño de partícula es inferior a 100 nm.

Propiedades de la emulsión 

• Las emulsiones exhiben todas las propiedades de una solución coloidal, incluido el movimiento browniano, el efecto Tyndall y la electroforesis.
• La adición de electrolitos que contienen iones metálicos polivalentes coagula los glóbulos, demostrando su carga negativa.
• En las emulsiones, el tamaño de las partículas dispersas es mayor que en los soles. Tiene un rango de 1000 a 10.000 €. El tamaño, por otro lado, es menor que el de las partículas en suspensión.
• Al calentar, centrifugar, congelar y otros medios, las emulsiones se pueden separar en dos líquidos. Desemulsificación es el término para este procedimiento.

Emulsionante / Agente emulsionante

Para comprender esto, primero debemos comprender el proceso de fusión. La coalescencia ocurre cuando partículas idénticas en una emulsión se unen para producir partículas más grandes y voluminosas, lo que hace que la fase dispersa y el medio de dispersión se separen.

Los emulsionantes actúan como una barrera física entre la fase dispersa y el medio de dispersión, evitando la coalescencia. Los emulsionantes, como el jabón, tienen un extremo hidrofílico e hidrofóbico, como hemos visto. Como resultado, pueden adherirse a materiales tanto polares como no polares. Considere el estearato de sodio como un ejemplo.

C ₁₇ H ₃₅ COO-Na se puede representar como:

Cuando se agregan a una emulsión o/w, las moléculas de C ₁₇ H ₃₅ COO– rodean la gota de aceite, con sus colas no polares/extremo hidrofóbico (la string hidrocarbonada) extendiéndose hacia el aceite y sus cabezas polares/extremo hidrofílico (el ion carboxilato ) frente al agua, como se ve en la imagen.

El aceite (fase dispersa) y el agua tienen una mayor fuerza adhesiva como resultado de esta disposición (medio de dispersión). Esta fuerza adhesiva recién desarrollada será mayor que la fuerza cohesiva entre aceite y aceite, así como la fuerza cohesiva entre agua y agua. Como resultado, es menos probable que las partículas de aceite se agrupen para producir partículas más grandes. Esto ayuda a mantener estable la emulsión evitando la coalescencia.

Estos son compuestos que se agregan a las emulsiones con el fin de estabilizarlas. Las siguientes son las muchas características de los emulsionantes:

• Son compuestos que tienen un extremo hidrofílico (polar) e hidrofóbico (no polar) (no polar).
• Tanto el agua como el aceite son solubles en ellos.
• Los emulsionantes producen una capa entre la fase dispersa y el medio de dispersión, evitando que las partículas de la fase dispersa se aglutinen y se separen.
• Los emulsionantes vienen en una variedad de formas, incluidas catiónicas, aniónicas y no polares.
• La proporción de agua y aceite en una emulsión determina si se trata de una emulsión de aceite en agua o de agua en aceite. Por otro lado, depende de cuál de los dos líquidos puede emulsionar el emulsionante en mayor cantidad.
• Si el emulsionante es más soluble en agua, el agua sirve como medio de dispersión, mientras que el aceite sirve como fase dispersa, dando como resultado una emulsión de aceite en agua.
• Si el emulsionante es más soluble en aceite, el aceite sirve como medio de dispersión, mientras que el agua sirve como fase dispersa.

Teorías de la emulsificación

Existen múltiples teorías que acompañan al proceso de emulsificación porque involucra varios procesos y mecanismos (tanto químicos como físicos).

• Teoría de la tensión superficial: esta teoría define la emulsificación como un proceso que ocurre cuando se reduce la tensión interfacial entre dos fases.
• Teoría de la repulsión: el agente emulsionante genera una película en una fase, lo que conduce a la producción de glóbulos, según esta idea. La fuerza repulsiva que existe entre estos químicos los ayuda a permanecer suspendidos en el medio de dispersión.

Aplicaciones de Emulsiones

• Concentración de mineral en metalurgia.
• En el campo de la medicina
• Acción limpiadora del jabón.
• La emulsificación se usa para digerir los lípidos en el colon.
• La leche es una emulsión de grasa en agua que es una parte importante de nuestra nutrición.

Ejemplos de preguntas 

Pregunta 1: Defina emulsión.

Responder :

“Las soluciones coloidales en las que tanto la fase dispersa como el medio de dispersión son líquidos se conocen como emulsiones”.

Pregunta 2: Explique las propiedades de las emulsiones.

Responder :

Propiedades de la emulsión

• Las emulsiones exhiben todas las propiedades de una solución coloidal, incluido el movimiento browniano, el efecto Tyndall y la electroforesis.
• La adición de electrolitos que contienen iones metálicos polivalentes coagula los glóbulos, demostrando su carga negativa.
• En las emulsiones, el tamaño de las partículas dispersas es mayor que en los soles. Tiene un rango de 1000 a 10.000 €. El tamaño, por otro lado, es menor que el de las partículas en suspensión.
• Al calentar, centrifugar, congelar y otros medios, las emulsiones se pueden separar en dos líquidos. Desemulsificación es el término para este procedimiento.

Pregunta 3: Explique cómo reducir la sedimentación y la formación de crema en las emulsiones.

Responder :

La sedimentación es el movimiento hacia abajo de las partículas, mientras que la formación de crema es el movimiento hacia arriba de las gotas dispersas en relación con la fase continua. Los factores que afectan la velocidad de formación de crema son comparables a los que determinan la velocidad de sedimentación. La ley de Stokes establece que

v = (d(ρ-ρ ₀ )g) / 18η ₀

Pregunta 4: Explique el agente emulsionante.

Responder :

Estos son compuestos que se agregan a las emulsiones con el fin de estabilizarlas. Las siguientes son las muchas características de los emulsionantes:

• Son compuestos que tienen un extremo hidrofílico (polar) e hidrofóbico (no polar) (no polar).
• Tanto el agua como el aceite son solubles en ellos.
• Los emulsionantes producen una capa entre la fase dispersa y el medio de dispersión, evitando que las partículas de la fase dispersa se aglutinen y se separen.
• Los emulsionantes vienen en una variedad de formas, incluidas catiónicas, aniónicas y no polares.
• La proporción de agua y aceite en una emulsión determina si se trata de una emulsión de aceite en agua o de agua en aceite. Por otro lado, depende de cuál de los dos líquidos puede emulsionar el emulsionante en mayor cantidad.
• Si el emulsionante es más soluble en agua, el agua sirve como medio de dispersión, mientras que el aceite sirve como fase dispersa, dando como resultado una emulsión de aceite en agua.
• Si el emulsionante es más soluble en aceite, el aceite sirve como medio de dispersión, mientras que el agua sirve como fase dispersa.

Pregunta 5: Cómo preparar la Emulsión.

Responder :

Las emulsiones se hacen batiendo vigorosamente una mezcla del aceite necesario y agua con un mezclador de alta velocidad o vibradores ultrasónicos. La simple agitación mecánica da como resultado emulsiones inestables. El aceite y el agua tienen tendencia a separarse. Por lo general, se agrega un agente estabilizador adecuado para lograr una emulsión estable. Emulsionante o agente emulsionante es el nombre del ingrediente estabilizador. Al principio, el emulsionante se combina con el aceite y el agua.

Los jabones, los detergentes, el ácido sulfónico de string larga y los coloides liofilizados como la gelatina, la albúmina y la caseína son ejemplos de compuestos que pueden funcionar como emulsionantes.