Nhũ tương là tên gọi không quá phổ biến nên không phải ai cũng biết tới, mặc dù chúng được sử dụng rất nhiều trong cuộc sống. Vậy nhũ tương là gì? Sự hình thành và các yếu tố ảnh hưởng đến việc tạo nhũ như thế nào? Chúng ta hãy cùng tìm câu trả lời qua bài viết sau đây của chuthapdoquangninh.org.vn nhé!
Nhũ tương là gì?
Nhũ tương theo Wikipedia định nghĩa là một hệ phân tán cao của 2 hay nhiều chất lỏng không hoà tan được vào nhau. Một trong hai loại chất lỏng đó ở dạng những giọt nhỏ của pha bị phân tán và pha còn lại ở dạng pha liên tục.
Hình ảnh về nhũ tương
Nhũ tương được xem là một dạng phân loại của hệ keo và đôi khi chúng được dùng để thay thế cho nhau. Cho nên chúng có thể dùng khi cả 2 pha là pha phân tán và pha liên tục là chất lỏng. Nhũ tương có nhiều ứng dụng khác nhau trong cuộc sống, đặc biệt là trong các lĩnh vực về thực phẩm và chế biến kim loại.
Ví dụ: sữa, bơ, dầu giấm, kem dưỡng da và một số chất lỏng trong gia công kim loại và cắt kim loại,…..
Nhũ tương hóa là gì?
Nhũ tương hóa hay chất nhũ hóa là một hợp chất có vai trò làm giúp giảm sức căng bề mặt của các pha trong hệ nhũ tương. Nhờ đó, chúng đảm bảo được sự ổn định về cấu trúc của hệ.
Cấu trúc phân tử của nhũ tương hóa gồm các thành phần như: hydrophobic và phần hydrophilic, được sử dụng để tạo sự ổn định của hệ keo phân tán trong pha liên tục. Đồng thời, chất nhũ hóa này còn giúp làm giảm sức căng bề mặt của pha phân tán, làm giảm năng lượng hình thành các giọt trong hệ.
Cấu trúc chất nhũ hoá
Một số ví dụ về nhũ tương hoá như: Ester của acid béo và rượu.
Xem thêm:
- Dung môi là gì? Có độc hại không? Ứng dụng, tính chất của dung môi
- Este là chất gì? Công thức, Phân loại, tính chất, ứng dụng cụ thể
- Lưu huỳnh là gì? Hóa trị mấy? Đặc điểm, tính chất của lưu huỳnh
- Vôi sống là gì? Đặc điểm, tính chất, ứng dụng của vôi sống
- Chất tẩy rửa là gì? Công dụng của chất tẩy rửa đối với đời sống
Các yếu tố gây ảnh hưởng đến sự hình thành nhũ tương
Sự hình thành của nhũ tương là gì?
Theo quy trình thì nhũ tương được hình thành nhờ vào sự tăng bề mặt liên pha kèm theo sự tăng năng lượng tự do. Khi sức căng bề mặt liên pha càng nhỏ tương ứng với hệ nhũ tương thu được càng dễ dàng. Ngược lại, nếu sức căng của bề mặt liên pha càng lớn thì việc hệ nhũ thu được càng khó.
Sự hình thành của nhũ tương
- Trong sự hình thành nhũ tương thường luôn đi kèm với sự hấp thụ năng lượng cơ học. Khi đó, yếu tố quyết định đến sự hình thành và độ bền vững của nhũ tương phụ thuộc vào tổng diện tích bề mặt tiếp xúc và sức căng bề mặt giữa các pha.
- Diện tích bề mặt tỉ lệ thuận với năng lượng tự do, đồng nghĩa với việc diện tích bề mặt càng lớn thì năng lượng tự do càng lớn và chủ yếu năng lượng được tập trung trên bề mặt phân cách pha.
- Đối với một hệ phân tán như vậy khi có tác động của nhiệt động học sẽ xảy ra các quá trình khiến chúng có xu hướng làm giảm năng lượng bề mặt tự do. Trong đó, chủ yếu xảy ra quá trình các tiểu phân tán có kích thước bé tập hợp lại thành các tiểu phân tán có kích thước lớn hơn. Khi đó, nhũ tương cũng dần dần bị phá huỷ và bị tách thành các lớp.
- Diện tích bề mặt phân cách pha sẽ tăng lên rất nhiều trong quá trình hình thành lên nhũ tương. Khi diện tích này càng lớn chứng tỏ quá trình xảy ra sự phân tán sẽ càng cao. Cho nên, nhũ tương sẽ khó hình thành trên năng lượng bề mặt tự do lớn và cho dù nếu được hình thành thì cấu trúc của nó cũng sẽ kém bền vững. Biện pháp duy nhất để giảm năng lượng tự do xuống mức thấp nhất thường được áp dụng đó là làm giảm sức căng bề mặt phân cách pha.
- Khi xét về mặt nhiệt động lực học thì nhũ tương là một hệ thống có cấu trúc không bền vững. Để tăng thêm độ bền cho chúng thì có thể thêm một số các hoạt chất hoạt tính bề mặt để ngăn trở sự tách ra của hỗn hợp trở thành các phần riêng lẻ kém bền vững.
Một số yếu tố ảnh hưởng đến sự tạo nhũ tương
Ngoài những yếu tố trên thì có một số yếu tố gây ảnh hưởng đến quá trình tạo nhũ tương như:
- Cường độ năng lượng cung cấp
- Độ pH
- Nhiệt độ
- Lực ion
- Loại thiết bị
- Hàm lượng protein hòa tan và các nhũ tương hóa của protein
- Sự có mặt của chất hoạt động bề mặt hay sự có mặt của oxy
Phân loại nhũ tương
Dựa vào pha phân tán
- Nhũ phức: Chúng ở dạng dầu có thể phân tán trong môi trường nước của nhũ W/O (nước trong dầu) để tạo ra phức W/O/W (nước/dầu/nước) hoặc phức O/W/O (dầu/nước/dầu).
Phân loại nhũ tương theo dầu/nước
- Nhũ trong: Còn có tên gọi khác là vi nhũ. Phần lớn chúng đều là loại nhũ đục do ánh sáng bị tán xạ khi chiếu vào các hạt nhũ đục được phân tán. Nếu đường kính của các giọt dầu giảm xuống khoảng 0.5 µm thì khi đó nhũ tương sẽ ở dạng trong suốt bởi tác dụng của ánh sáng bị tán xạ bị giảm đi.
- Nhũ keo: Là loại nhũ ở trạng thái trung gian nằm giữa 2 trạng thái hoà tan hoàn toàn vào nhũ đục.
Dựa theo nồng độ đậm đặc trong thể tích nhũ tương
- Nhũ tương loãng: Là loại nhũ tương có độ phân tán bé, được tạo ra từ cách pha loãng nhũ tương đậm đặc.
- Nhũ tương đậm đặc: Nằm trong hệ phân tán lỏng có chứa một lượng lớn phân tán đạt đến 74% thể tích. Do vậy, nhũ tương đậm đặc thường rất dễ bị sa lắng, đặc biệt là khi có sự khác biệt về khối lượng riêng giữa môi trường phân tán và tướng phân tán cao.
- Nhũ tương rất đậm đặc: Là nhũ tương có độ phân tán lỏng trong đó độ chứa tướng phân tán lớn sẽ vượt quá 74% thể tích.
Tính chất của nhũ tương
Tính chiết quang:
- Khi 2 pha có chỉ số khúc xạ như nhau nhưng sự năng lượng phân tán quang học lại khác nhau sẽ dẫn đến sự hình thành nhũ trong suốt.
- Đối với những nhũ tốt sẽ thường có kích thước phân tán khoảng 1µm, độ đục độc lập với nồng độ pha phân tán trong trường hợp nồng độ pha phân tán > 5%.
Tính dẫn điện: Nhũ tương ít khi có tính dẫn điện.
Tác dụng của nhũ tương trong thực tiễn
Nhũ tương thực phẩm
- Dựa theo sự phân bố của pha dầu và nước, đối với nhũ tương trong thực phẩm sẽ có 3 loại thường gặp:
- Hệ nhũ tương dầu trong nước: Khi đó các giọt dầu phân tán trong pha nước như: kem, mayonnaise,..
- Hệ nhũ tương nước trong dầu: Với các giọt nước phân tán trong pha dầu như: bơ, các chất để phết lên bánh,..
Nhũ tương trong các thực phẩm
- Hệ nhũ tương nước trong dầu trong nước (N-D-N): Là những giọt nước phân tán bên trong những pha dầu lớn và cũng chính những giọt này lại phân tán trong pha liên tục là nước.
Nhũ tương trong mỹ phẩm
Trong mỹ phẩm, nhũ tương có vai trò quan trọng bởi kết cấu của chúng lỏng hơn so với kem dưỡng da nhưng lại đặc hơn essence. Do đó, những mỹ phẩm chiết xuất dạng nhũ tương sẽ có khả năng cấp nước, dưỡng ẩm tốt hơn cho da, thích hợp với những loại da nhạy cảm, dễ bị kích ứng
Có hai loại cơ bản trong nhũ tương ở mỹ phẩm đó là:
- Hệ nước trong dầu (W/O): Có nghĩa là dầu bao quanh nước, dầu sẽ tác động lên da trước sau đó mới đến nước, cả nước và dầu đều được hấp thụ vào da.
- Hệ dầu trong nước (O/W): Nghĩa là dầu được bao quanh bởi nước
Nhũ tương nhựa đường
Nhũ tương nhựa đường được tạo thành từ quá trình hòa trộn giữa nhựa đường đặc và các chất tạo nhũ, nước dưới dạng nhũ ổn định với tỉ lệ thích hợp. Nhũ tương nhựa đường thường ở dạng lỏng, thường có màu nâu sẫm, màu tương đối đồng đều.
Nhũ tương nhựa đường được sử dụng rất phổ biến
Nhũ tương nhựa đường có các loại sau:
- Theo cấu trúc hạt keo, nhũ tương nhựa đường được phân thành 2 loại thường gặp là: Nhũ tương nhựa đường nghịch và nhũ tương nhựa đường thuận.
- Theo tính chất khả năng bám dính với đá thì nhũ tương nhựa đường được phân thành: Nhũ tương nhựa đường tính axit và tính kiềm
- Theo tốc độ phân tách, nhũ tương nhựa có 3 loại là: nhũ tương nhựa đường phân tách chậm, nhanh và vừa.
Ở Việt Nam, nhũ tương nhựa đường được sử dụng phổ biến nhất là nhũ tương thuận tính axit. Chúng thường được sử dụng làm các vật liệu trong quá trình thi công công trình. Khi ở dạng lỏng, nhũ tương nhựa đường dùng để dải lên bề mặt đường, làm các lớp dính bám vào giữa hai lớp bê tông nhựa.
Qua đây, chắc hẳn các bạn cũng đã biết được nhũ tương là gì, tác dụng của nhũ tương và một số loại nhũ tương được sử dụng phổ biến hiện nay. Mong rằng những kiến thức này có thể hỗ trợ bạn trong việc học tập cũng như trong công việc tốt hơn.
