Olej Roślinny i Woda Destylowana: Reakcja i Tworzenie Emulsji
- Szczegóły
Połączyć olej i wodę - niemożliwe? A jednak wokół nas jest wiele przykładów mieszanin oleju (tłuszczu) i wody, cieczy hydrofobowej i hydrofilowej, które tworzą bardzo pożądane i powszechnie stosowane produkty nazywane emulsjami.
Emulsje: Mieszaniny Niemieszalnych Cieczy
Dwie ciecze, takie jak woda i alkohol, po zmieszaniu tworzą roztwór właściwy (rzeczywisty), w którym nie ma granicy między jedną cieczą a drugą. Inne ciecze, jak np. olej i woda, nie mieszają się, lecz tworzą dwie oddzielne warstwy. Dzieje się tak dlatego, że cząsteczki oleju nie mogą pokonać sił, którymi wiążą się polarne cząsteczki wody.
Doświadczenie: Mieszanie Oleju i Wody
Problem badawczy: Czy można spowodować mieszanie się oleju i wody?
Hipoteza: Cząsteczki wody mają budowę polarną, a cząsteczki oleju są niepolarne. Olej i woda mieszają się tylko w obecności substancji powierzchniowo czynnej, np.
Do probówki wlej ok. Wstrząśnij energicznie probówką. Do drugiej probówki wlej ok. Wstrząśnij probówką.
Przeczytaj także: Wszystko o oleju Valvoline do filtrów powietrza
Po zmieszaniu oleju i wody utworzyła się mieszanina niejednorodna (dwie oddzielne warstwy ciekłe). Po wytrząsaniu oleju i wody w obydwu probówkach widoczne były kropelki oleju zawieszone w wodzie. Po chwili w pierwszej probówce olej i woda rozdzieliły się ponownie, utworzyły dwie warstwy (nazywane także w emulsjach fazami).
W drugiej probówce, z dodatkiem płynu do mycia naczyń, zmieszane ciecze nie rozdzieliły się ponownie.
Proces Tworzenia Emulsji
W trakcie mieszania wody i oleju dochodzi do rozproszenia (dyspersji) kropel oleju w całej objętości wody - tworzy się emulsja. W procesie jej otrzymywania ważną rolę odgrywa różnica napięć powierzchniowych między mieszanymi substancjami - im jest ona mniejsza, tym łatwiej powstaje emulsja.
Rozpraszanie poprzez wytrząsanie, intensywne mieszanie wymaga nakładu pracy. Otrzymana emulsja jest nietrwała (niestabilna) - po pewnym czasie ciecze te ponownie tworzą dwie warstwy - olej (o mniejszej gęstości) na górze, woda na dole. Dodanie płynu do naczyń, tzw. emulgatora, powoduje utrwalenie emulsji.
Emulgatory i Ich Rola
Emulsja może być trwała wskutek obecności emulgatorów. Emulgator zwykle lepiej rozpuszcza się w jednej z dwóch faz.
Przeczytaj także: Zastosowanie oliwy ozonowanej w pielęgnacji skóry
Emulgatory są związkami powierzchniowo czynnymi, o właściwościach hydrofobowo‑hydrofilowych, tworzącymi warstwę molekularną na powierzchni kropelek rozproszonej cieczy. Emulgatorami są na przykład mydła, detergenty, estry alkoholi wielowodorotlenowych oraz takie substancje naturalne, jak żelatyna, agar‑agar, lanolina, lecytyna, guma arabska.
Cechą charakterystyczną wszystkich emulgatorów jest ich budowa - składają się z części hydrofilowej (głowa) i hydrofobowej (ogon). Dodatek emulgatora do mieszaniny oleju z wodą powoduje ułożenie/orientację hydrofobowych ogonów na powierzchni kropelek oleju, a hydrofilowych głów - w kierunku wody. Część hydrofilowa emulgatora zawsze jest „zanurzona” w wodzie. Bez względu na to, czy woda stanowi fazę rozproszoną, czy rozpraszającą.
Na granicy olej-woda tworzy się w ten sposób warstwa, która zapobiega łączeniu się kropelek oleju w większe ugrupowania. Dzięki temu emulgator utrwala emulsję.
Typy Emulsji
Emulsje są to układy składające się z niemieszających się cieczy, przy czym jedna ciecz jest rozproszona w drugiej w postaci drobnych kropelek. Woda jest zazwyczaj jedną fazą (warstwą), natomiast drugą stanowi ciecz niemieszająca się z wodą, nazywana fazą olejową. Ze względu na rozdrobnienie emulsja wygląda pozornie na jednorodną, a jej strukturę niejednorodną można (ze względu na wymiary fazy rozproszonej) obserwować dopiero pod mikroskopem. Emulsje są jednym z rodzajów koloidów.
Budowę emulsji można scharakteryzować przez wzajemny układ faz i ich objętościowe stosunki. Ze względu na wzajemny układ faz wyróżnia się dwa rodzaje emulsji typu woda w oleju w/o i typu olej w wodzie o/w.
Przeczytaj także: Wszystko o olejach do filtrów powietrza
- Emulsja typu olej w wodzie o/w, w której fazą rozpraszającą jest woda, a fazą rozproszoną (zdyspergowaną) olej
- Emulsja typu woda w oleju w/o, w której fazą rozpraszającą jest olej, a rozproszoną woda
Wyróżnia się też emulsje wielofazowe - charakteryzujące się tym, że nie można dokładnie określić, która faza jest fazą rozproszoną, a która - rozpraszającą, ponieważ każda z nich zawiera w sobie kropelki innej fazy.
Przykłady Emulsji w Życiu Codziennym
- Mleko jest emulsją tłuszczu w roztworze wodnym soli wapnia, sodu i potasu, stabilizowaną przez kazeinę. Mleko świeże wygląda jak jednorodna (jednolita) ciecz, jednak pod mikroskopem można zaobserwować w mleku kulki tłuszczu. Gdy pełne mleko pozostawi się na dłuższy czas, cząsteczki tłuszczu zbiorą się w jego górnej warstwie, tworząc warstwę śmietany
- Majonez jest emulsją oleju w occie utrwaloną lecytyną zawartą w żółtku jaja
- Masło i margaryna są emulsjami kropelek roztworu wodnego w tłuszczu z dodatkiem emulgatorów
- Krem tłusty na noc jest emulsją typu woda w oleju, w której fazą rozpraszającą jest faza olejowa (zawartość powyżej 25%). Zmieszany z wodą tworzy grudki
- Maseczki do twarzy są emulsjami typu o/w (taka emulsja zmieszana z wodą tworzy mleczka)
Emulsje w Kosmetyce
Emulsje znalazły powszechne zastosowanie w przemyśle kosmetycznym. Umożliwiają dotarcie szerokiej gamy składników w nich zawartych w głąb skóry, a także do wnętrza włosów.
Każda emulsja kosmetyczna składa się z bazy tłuszczowo‑woskowej, emulgatorów, surowców dodatkowych oraz wody. Składniki emulsji dobiera się w zależności od przeznaczenia i sposobu działania preparatu kosmetycznego, a także od typu emulsji, jaki chcemy uzyskać. Typowymi emulsjami są kremy, balsamy i mleczka.
Konsystencja lub gęstość emulsji zależą od zawartości fazy rozproszonej, rodzaju emulgatora, lepkości fazy rozpraszającej i obecności w tej fazie substancji wpływających na konsystencję kosmetyku.
Podział Emulsji Kosmetycznych Ze Względu na Skład
| Typ emulsji | Zawartość fazy rozproszonej | Zastosowanie |
|---|---|---|
| O/W | 20-30% (poniżej 20-30% fazy olejowej) | kremy nawilżające, podkładowe, balsamy do ciała, maseczki, dezodoranty, niektóre odżywki do włosów |
| O/W | > 20-30% (powyżej 20-30% fazy olejowej) | kremy, kremy na noc, lekkie kremy pod oczy, mleczka, niektóre odżywki do włosów |
| W/O | 20-40% (20-40% fazy wodnej) | kremy tłuste, na noc, pod oczy, kremy uniwersalne, ochronne, mleczka do demakijażu |
Najprostszy krem składa się z tłuszczu, wody i emulgatora. Często krem zawiera więcej niż jeden emulgator, gdyż zapewnia to lepszą stabilność i daje pewność, że nie będzie się rozwarstwiał. Niektóre emulgatory są jednocześnie hydrofobowe i hydrofilowe. Służą zdrowiu i zdrowemu wyglądowi, np. lecytyna, lanolina, cholesterol.
Jeżeli dodana emulsja kosmetyczna dokładnie rozprasza się w oleju parafinowym, tworząc jednorodną emulsję, a w wodzie nie ulega rozproszeniu, jest emulsją typu woda w oleju (w/o).
Jeżeli dodana emulsja kosmetyczna nie rozprasza się w oleju parafinowym, a w wodzie ulega rozproszeniu, tworząc jednorodną emulsję, jest emulsją typu olej w wodzie (o/w).
W 1995 roku po raz pierwszy wprowadzono na rynek kosmetyki DMS (ang. Derma Membrane Structure). DMS jest zaawansowanym materiałem bazowym do produkcji kosmetyków i preparatów dermatologicznych, wytworzonym z wykorzystaniem najnowszej technologii opartej na nanocząsteczkach. DMS to biały bezzapachowy koncentrat otrzymany z lipidów identycznych do lipidów skóry, łatwy do wprowadzenia do produktów pielęgnujących skórę. W odróżnieniu od tradycyjnych emulsji DMS ma strukturę blaszkową, dzięki której jest łatwiej wchłaniany i lepiej tolerowany przez skórę.
Płyny micelarne uznawane są za doskonałe środki do zmywania skóry twarzy. Są to wodne roztwory substancji powierzchniowo czynnej, dzięki czemu skutecznie usuwają ze skóry twarzy wodoodporny, nawet bardzo trwały makijaż.
Skład Kosmetyków
Skład kosmetyków podawany jest zgodnie z zasadami INCI, czyli ang. International Nomenclature of Cosmetic Ingredients. W tym systemie stosuje się angielskie nazewnictwo związków chemicznych oraz nazwy łacińskie roślin, a także ich skróty i uproszczenia.
Według zaleceń z INCI nazwy składników na etykiecie podawane są zgodnie z ich malejącą zawartością w produkcie.
Emulsja jest złożona z mikroskopijnych kropelek cieczy rozproszonych w całej objętości drugiej cieczy.
- O/W (olej w wodzie) - fazą rozproszoną jest olej, fazą rozpraszającą jest woda, np.
- W/O (woda w oleju) - woda jest substancją rozproszoną, a olej fazą rozpraszającą, np.
Nie można otrzymać trwałej emulsji bez dodatku emulgatora, który łączy ciecze hydrofobową i hydrofilową. Są to środki powierzchniowo czynne, których budowa sprawia, że układają się na granicy obu cieczy, jedną częścią zanurzone są w cieczy polarnej hydrofilowej, a drugą w hydrofobowej. Emulgatory stosowane są szeroko w farmacji i przemyśle spożywczym, np.
tags: #olej #roślinny #i #woda #destylowana #reakcja
