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1、第三章 乳浊液、泡沫及 气溶胶 我们介绍了胶体中的疏液、亲液溶胶及 凝胶，这一章我们介绍乳浊液、泡沫及 气溶胶。 一、乳浊液的类型及鉴定 1、乳浊液是由互不相熔的两种液体组成 。水是其中最普遍的一种，另一种是油 （包括油类及水中不溶解有机液体，统 称为油）。 31 乳浊液 2、分为两类 油分散在水中，油/水（O/W）（分散相/ 分散剂），叫水合油，如苯/水，水是连 续的，油不是连续的。 水分散在油中，水/油，（W/O），叫油 合水， 水/石油（即原油）油是连续，水 不是。 两种乳状液O/W型和W/O型乳状液 确定乳状液的类型，一般有稀释法、染色法 和电导法等几种 （1）稀释法：乳状液能为其外相
2、液体所稀释 （2）染色法 （3）电导法：以水为外相的O/W型乳状液有较好 的电导性能，而W/O型乳状液的电导性能很差。 将微量的油溶性染料加到乳状液中，若整个 乳状液带有颜色，则是W/O型乳状液，如只有小 液滴带有颜色，则是O/W型乳状液。 二 乳化剂的作用 为了形成稳定的乳状液所必须加的第三组分 通常称为乳化剂，是人工合成的表面活性剂。 （1）界面能量降纸说 影响乳状液类型的理论，主要有： 若 构成O/W型 若 构成W/O型 （2）乳化剂的分子构型影响乳状液的构型 一价金属皂形成O/W型，而二价金属皂， 则形成W/O型 W/O型 O/W型 水 油 （a） 水 油 （b） （3）乳化剂溶解度的
3、影响 定温下，将乳化剂在水相和油相中的溶解度之 比定义为分配系数 分配系数比较大时，容易得到O/W型乳状液， 分配系数越大，O/W型乳状液越稳定。 分配系数比较小时，则为W/O型乳状液，分配 系数越小， W/O型乳状液越稳定。 溶解度规则比楔子理论具有更普遍意义 （4）两相体积的影响 如果分散相均为大小一致的不变形的球形液 滴，最紧密堆积的液珠体积只能占总体积的 73.02%，如果大于74.02%，乳状液就会破坏变型 如果水的体积小于26%，只能形成W/O型乳状液 若水的体积大于74%，则只能形成O/W型乳状液 若水的体积介于26%-74%之间，则O/W型和 W/O型的两种乳状液都有形成可能。
4、 乳浊液的形成有三种学说： 第一种 哈金斯单分子吸附学说 许多乳化剂是表面活性物，具有极性的 头与非极性的尾，它吸附在水油界面， 极性头进入水中，非极性尾留在油中， 即单分子吸附。油 水 表面活性分子极性头的横截面与非极性 尾的横截面孰大孰小决定着乳浊液的类 型。若头截面大，形成O/W；若头截面 小，形成W/O。其 中原因是有一个机械 力。 W O 油 水 稳定 不稳定 ( 尾大挤压力量太强) 尾大的乳化剂示意图 第二种 润湿理论学说 有些固体粉末状粒子在水油截面上的分 布是不均匀的,亲油性较强的易于为油所 润湿的大部分处于油中,小部分与水接触 。这种固体粉末可作乳化剂，形成W/O 乳浊液。如
5、碳粉亲油强。 W 稳定 O 不稳定 碳粉乳化剂 第二种 O W 亲油一头大 亲油一头小 亲水性较强，易于为水所润湿的微粒子 ，则大部分浸在水中，小部分留在油中 ，作乳化剂时，形成O/W型乳浊液。二 氧化硅亲水性强。 依照第一种学说，使 力最小，形成W/O 高岭土、黏土、火车烟、玻璃粉及许多 不溶化合物如HgS、CaS、AgI等都是很 好的乳化剂。 第三种 双重表面张力学说 乳化剂分布在油水界面上以后，油水界 面消失，同时产生了乳化剂与油之间 的界面及乳化剂与水之间的界面。这两 种界面表面张力不同： 乳油界面张力乳/水，O/W 乳油界面张力乳/水，W/O 油 水 油 水 水 油 O/WW/O 三
6、、乳浊液制备 1、根据乳浊液类型选择乳化剂。 2、准备两种液体乳化剂（乳化剂用量少 于1%） 3、混合 乳化剂+水 溶胶 至 油全部加完 再次加少量油 研 磨 固体乳化剂+油 至油全部加完 4、振荡 可用匀化器 间歇振荡：使被分散的分散介质有机 会连接起来，形成连续相。 连续振荡：不如间歇振荡效果好。 研 磨 一次性加水 l四、乳浊液的类型转换及破坏 l（一）类型转换（W/O与O/W间的转换 ） l1、电解质或其他物质添加 l例：钠肥皂作乳化剂时，形成O/W，当 加入二价或三价离子盐类时，可转换为 W/O。 如用CaCl2转换： 2钠肥皂+ CaCl2 钙肥皂+2NaCl CaCl2加足才能使
7、乳浊液转型。 原因：电解质加入降低了分散相上的 Zata电势，提高了表面活性剂离子与反 离子之间的相互作用，从而降低了表面 活性剂的亲水性。 2、各项加入的次序 将水加入含有乳化剂的油中，可得W/O 型乳化剂；若将油加入含有同样乳化剂 的水中则得到O/W。 3、乳化剂的性质 乳化剂具有较强油溶性时，趋向形成 W/O 乳化剂具有较强水溶性时，趋向形成 O/W 4、相体积比 提高油在水中的体积比有产生W/O趋势 ，反之则有O/W趋势。 5、体系的温度 表面活性剂在温度改变时回改变其亲水 亲油性，从而使乳浊液转型。 例如：聚氯乙烯型非表面活性剂形成稳 定 的O/W，温度增加，表面活性剂更加亲 水，变
8、成W/O。 即： T 而一些离子型乳化剂稳定的O/W，在温 度降低时，可以转化形成W/O 6、两种乳化剂互用（多见以固体粉末为 乳化剂的乳浊液进行转换） 例如：碳粉易为油润湿，而不易为水润 湿，只能成为W/O型。 二氧化硅易为水润湿，而不易 油水润湿，只能成为O/W型。 将碳粉与二氧化硅粉按某一比例混合使 用，乳浊液不能形成，则这一混合比就 乳浊液的转换比。 15ml煤油+75ml水+0.8碳粉 乳浊液 达到转换点 O/W 若碳粉多于0.8g，W/O；二氧化硅多余 0.1g，O/W。 乳化剂 W/O 继续加二氧化硅 7、乳化剂取代 有种乳化剂在液滴表面形成具有一定结 构的表现一定韧性的薄膜以保
9、护液滴。 这一类乳化剂表面活性强的可将表面活 性弱的从液滴表面取代下来。如果取代 后，改变了薄膜两边表面能力的相对关 系，则乳浊液可发生类型的改变。 （二）乳浊液的破坏 破坏的原理：使乳化剂失去作用，使水 油两相分成两个液层。 1、乳浊液在转换过程中有一个转换点， 找到这个转换点，就找到了破坏乳浊液 的门径。如乳化剂为钠肥皂时，加盐酸 ，使-COONa转变为-COOH，减弱 乳化作用，使乳浊液被破坏。 2、当表面活性物将乳化剂从液滴表面挤 出，而此表面活性物其本身又不能给予 该液滴以足够的稳定性时，乳浊液被破 坏。 这种表面活性物质多是较强、较小的分 子，如异戊醇。 3、浓度极稀分散度极高的O
10、/W型，靠 表面所带的电来维持其稳定性，所以可 加入电解质破坏。 4、盐析乳化剂使乳化剂从粒子表面沉 淀出来； 剧烈搅拌，震荡，离心（油水两 相密度相差较大） 温度增加或降低（如结冰或热处理） 破乳的应用：牛奶奶粉 豆浆豆粉 提炼石油 W/O 原油中的乳化剂是吸附了沥青类物质的 黏土粒子，易被石油润湿。加入亲水溶 （如有机磺酸化合物的分子盐），可以 使水沉淀，使石油破乳。 五、乳浊液的颜色 1、互不相溶的两种无色液体，如果折射 率不一样，则形成乳白色的乳状液；如 果相同，则乳浊液也是透明无色的 好象均匀的单相体（因为液滴界面上一无 反射二无折射）。 液体甘油橄榄油醋酸戊 酯 含水甘 油 1.4
11、461.46901.40171.4028 20时几种液体的 甘油 + 醋酸戊酯 甘油 + 含水甘油 橄榄油 + 醋酸戊酯 橄榄油 + 含水甘油 甘油+橄榄油 醋酸戊酯+含水甘油 无色透明 乳白色 2、甘油（=1.4660）分散于丙酮（ =1.3587）中得到溶液A 乳化剂硝化维素溶于丙酮中得溶液B A=B 乳浊液C（乳白色） 少量苯滴加入C中（苯溶于丙酮中以增加 丙酮的折射率），乳白色 透明，此 时透明的乳浊液已给带了颜色。 继续滴加苯 观察（兰色）入射光 观察（黄色） 品红色淡紫色孔雀色 绿色 入射光 最后变成乳白色。如果用丙酮加以回滴 颜色逆转重新出现。 原因：光的色散在起作用（色散：白色 透过棱镜变成单色光光谱的现象）
