Generaliter, una phasis emulsionis est aqua vel solutio aquosa, quae phasis aquosa appellatur; altera phasis est phasis organica quae cum aqua immiscibilis est, quae phasis olei nota est.

1. Classificatio

Tres modi classificationis:

1. Secundum originem digesta: res naturales et res syntheticae;

2. Secundum pondus moleculare classificantur: emulsores ponderis molecularis humilis (c10-c20) et emulsores ponderis molecularis alti (c milia);

3. Secundum quod in solutione aquosa ionizare potest, in genus ionicum (aniones, cationes, et aniones cum cationibus) et genus non-ionicum dividi potest.

Haec est methodus classificationis frequentissime adhibita.

 

2. Munus et principium emulsificantium.

Munus principale emulsorum est tensionem superficialem duorum liquidorum emulsionatorum reducere. Ergo, cum surfactantia ut emulsores adhibentur, unum extremum gregis hydrophobici eorum in superficiem particularum liquidarum insolubilium (velut olei) adhaeret, dum grex hydrophilicus versus aquam extenditur. Surfactantia directionaliter in superficie particularum liquidarum disponuntur ut pelliculam adsorptionis hydrophilicam (pelliculam interfacialem) forment, ita ut attractio mutua inter guttas minuatur, tensio superficialis inter duas phases minuatur, et dispersio mutua ad emulsiones formandas promoveatur.

Concentratio surfactantis vim directam in robur larvae interfacialis habet. Magna concentratione, multae moleculae surfactantis in interfacie adsorbentur, larvam interfacialem densam et robustam formantes.

Emulsores diversi effectus emulsificationis diversos habent, et quantitas ad effectum emulsificationis optimum consequendum necessaria etiam variat. Generaliter loquendo, quo maior vis molecularis emulsoris qui larvam facialem terminantem format, eo maior vis pelliculae et eo stabilior lotio; contra, quo minor vis, eo minor vis pelliculae et eo instabilior emulsio.

Cum moleculae organicae polares, ut alcohol pinguis, acidum pinguis, et amina pinguis, in larva faciali adsint, robur membranae significanter augetur. Hoc fit quia moleculae emulsificantes cum moleculis polaribus, ut alcohole, acido, et amina, in strato adsorptionis interfaciali interagunt, ut complexum forment, quod robur larvae facialis interfacialis auget.

Emulsor ex plus quam duobus surfactantibus compositus est emulsor mixtus. Propter fortem interactionem inter moleculas, tensio interfacialis significanter reducitur, quantitas emulsoris in interfacie adsorpta significanter augetur, et densitas ac robur larvae facialis interfacialis formatae augentur.

Dum emulsio formatur, tensio interfacialis inter oleum et aquam magnopere minuitur propter participationem surfactantium, et emulsio stabilis fit. Attamen, tensio interfacialis olei et aquae in emulsione adhuc manet, quae propter CMC vel restrictiones solubilitatis ad nihilum pervenire non potest. Ergo, lotio est systema thermodynamicum instabilis.

Tensio interfacialis inter oleum et aquam microemulsionis tam humilis est ut metiri non possit. Systema thermodynamicē stabile est. Hoc praecipue perficitur addendo secundum genus surfactantis cum proprietatibus omnino diversis (velut alcoholes magnitudinis moderatae, ut pentanol, hexanol, et heptanol, qui surfactantes co appellantur), qui tensionem interfacialem ulterius ad gradum minimum reducere possunt, etiam valores negativos instantaneos efficientes. Hoc explicari potest per aequationem adsorptionis Gibbsianam pro systematibus multicomponentibus.

 

3. Genus emulsionis

Typus

Emulsionis communis, una phasis est aqua vel solutio aquosa, altera vero est materia organica quae insolubilis est cum aqua, ut adeps, cera, etc. Emulsio formata ex aqua et oleo in tres typos dividi potest:

(a) Genus olei in aqua (O'W)
(e) Lac compositum (A/O/A)
(b) Genus olei in aqua (W/O)

(1) Emulsio olei/aquae (0/W), oleum in aqua dispersum. Oleum est phasis dispersa (phasis interna), aqua autem est phasis continua (phasis externa) olei in aqua emulsio, quae aqua dilueri potest. Ut lac, lac soiae, etc.

(2) Emulsio aquae/olei (W/0), aqua in oleo dispersa. Aqua est phasis dispersa (phasis interna) et oleum est phasis continua (phasis externa) emulsionis aquae in oleo. Hoc genus emulsionis oleo diluiri potest. Ut butyrum artificiale, oleum crudum, etc.

(3) Emulsiones anulares, alterna dispersione aquae et phasium olei stratis stratis formatae, plerumque duabus formis praesto sunt: ​​oleum in aqua et oleum in oleo 0/W/0 (i.e. phasis aquae cum guttis olei dispersis in phase olei suspensis et aqua in oleo et aqua in aqua W/0/W (i.e. phasis olei cum guttis aquae dispersis in phase aquea suspensis). Hoc genus emulsionis rarum est et plerumque in oleo crudo exstat.

 

Methodus inspiciendi genus emulsionis

(1) Methodus dilutionis

Emulsionem eadem liquore dilue qua phasis continua. Emulsio aquae solubilis est generis oleo/aquae, et emulsio oleo solubilis est generis aquae/olei.
Exempli gratia, lac aqua diluiri potest, sed oleo vegetabili miscibile non potest. Perspicere licet lac esse emulsionem O/W.

(2) Methodus conductiva

Conductivitas aquae et olei magnopere differt, et conductivitas emulsionis olei/aquae centum vicibus maior est quam conductivitas aquae/olei. Quapropter, duae electrodae in emulsionem inseruntur et neon in serie in circulo coniungitur, et lumen olei/aquae accenditur.

(3) Methodus tinctionis

Adde guttas duas vel tres tincturarum oleosarum vel aquosarum in tubum experimentale, et genus emulsionis iudica secundum quod genus tincturae phasim continuam aequaliter coloratam reddere potest.

(4) Methodus madefaciendi chartam filtratoriam

Lotionem in chartam filtratoriam stilla. Si liquor celeriter expandere potest et gutta parva in medio relinquitur, lotio est oleum in aqua; si guttae lotionis non expandunt, typus olei in aqua est.

(5) Methodus refractionis opticae

Differentia indicum refractionis aquae et olei ad lucem adhibentur ad genus emulsionis distinguendum. Si emulsio oleum in aqua est, particulae munus colligendi lucis agunt, et sola sinistra linea particularum microscopio videri potest; si emulsio aqua in oleo est, particulae munus astigmatismi agunt, et sola dextra linea particularum microscopio videri potest.

Factores principales genus emulsionis afficientes

(1) Volumen phasis:

Theoria voluminis phasium ab Ōstwald ex prospectu geometrico proposita est. Sententia est haec: si globuli liquidi lotionis eiusdem magnitudinis et sphaeras rigidas habeant, fractio voluminis phasium globulorum liquidi tantum 74.02% voluminis totalis repraesentare potest cum densissime compactae sunt. Si numerus integralis voluminis phasium globulorum liquidi maior quam 74.02% est, lotio deformabitur vel laeditur.

(a) Emulsio texta uniformis, guttis abundantis, pilis divitibus
(b) Emulsio guttarum inaequalium densae accumulationis
(c) Guttae liquidae non sphaericae accumulationem et emulsionem requirunt (instabiles).

Exempli gratia, emulsio generis O/W sumitur: si numerus integralis phasis olei maior quam 74.02% est, emulsio tantum genus W/0 formare potest; cum genus O/i minor quam 25.98% est, et cum fractio 25.98% - 74.02% est, vel genus 0/W vel genus W0 formare potest.

 

Structura Molecularis et Proprietates Emulsificantium - Theoria Cuneiformis

Theoria cuneiformis in structura spatiali emulsorum nititur ad genus emulsionis determinandum. Haec theoria suggerit areas sectionum transversalium gregum hydrophilicorum et hydrophobicorum in emulsoribus non esse aequales. Moleculae emulsorum velut cunei spectantur, uno extremo maiore, altero minore. Extremum minus emulsoris in superficiem guttae velut cuneus inseri et modo directionali ad interfaciem olei-aquae disponi potest. Extremum polare hydrophilicum in phasem aquosam extenditur, dum catena hydrocarbonica lipophilica in phasem olei extenditur, quod ad augendam fortitudinem interfacialem evenit.

 

Influentia Materiae Emulsificantis in Typum Emulsionis

Praeter vim factorum ut materiae compositionis emulsionis et condiciones formationis emulsionis, condiciones externae etiam vim habent in genus emulsionis. Exempli gratia, natura hydrophilica et lipophilica parietis emulsionis valida est, et emulsio O/W facile formatur cum natura hydrophilica parietis emulsionis valida est, dum emulsio W/0 facile formatur cum natura lipophilica parietis emulsionis valida est. Ratio est quod liquor stratum phasis continuae in pariete conservare debet, ita ut non facile in granula liquida dispergatur dum agitatur. Vitrum hydrophilicum est dum plasticum hydrophobicum, ita prius pronum est ad emulsiones O/W formandas, posterius vero pronum est ad emulsiones W/0 formandas.

 

Theoria Velocitatis Aggregationis Duarum Phasium

Theoria celeritatis coalescentiae incipit ab influxu celeritatis coalescentiae duorum generum guttarum quae emulsionem constituunt in emulsionem, et iudicat celeritatem coalescentiae duorum generum guttarum pendere ex celeritate coalescentiae duorum generum guttarum cum emulsio, shark, et kill simul postulationem tegunt.

 

Temperatura

Incrementum temperaturae gradum hydrationis gregum hydrophilicorum imminuet, ita hydrophilicitatem molecularum minuens. Ergo, emulsio 0/w, quae temperaturis humilibus formata est, in emulsionem W/0, calefactione facta, transformari potest. Haec temperatura transitionis est temperatura qua proprietates hydrophilicae et lipophilicae surfactantis aequilibrium aptum attingunt, quod temperatura transitionis phasis (PIT) appellatur.

Cum autem concentratio emulsificantis satis magna est ut vim proprietatis humectantis materiae emulsificantis superet, genus emulsionis formatae solum ex natura ipsius emulsificantis pendet et nihil cum hydrophilia et lipophilia parietis vasis habet commune.