Emulsión química: características, fases, tipos, ejemplos
Una emulsión química es un sistema fluido de materia compuesto por dos fases líquidas. Se trata de un tipo particular de coloide que contiene gotitas de un líquido dispersas en otro líquido. Las gotitas corresponden a lo que se conoce por fase dispersa; mientras que el resto del líquido, conforma la denominada fase continua.
En condiciones normales las fases de la emulsión son inmiscibles, inestables. Las fases se separarán si no se les aplica energía, como la agitación continua, o si no se les agrega un emulsionante para mantenerlas estables. De lo contrario, la emulsión se “cortaría”.
Las emulsiones son de uso muy amplio y frecuente en todos los campos de la industria y la vida diaria. Hay medicamentos, cremas, lociones de higiene personal, jabones y detergentes, entre otros ejemplos, que consisten de emulsiones.
Índice del artículo
- 1 Características de una emulsión química
- 2 ¿Cómo se prepara una emulsión química?
- 3 Fases de una emulsión química
- 4 Tipos de emulsiones químicas
- 5 Ejemplos de emulsiones químicas
- 6 Referencias
Las emulsiones son coloides formados por la mezcla de dos o más líquidos que mutuamente se caracterizan por ser inmiscibles o insolubles uno en el otro.
Una fase dispersa y una continua. El límite entre estas fases recibe el nombre de interfaz.
Las emulsiones presentan el fenómeno físico denominado efecto Tyndall. Este es el responsable de que las partículas de la fase dispersante dispersen la luz, dando un aspecto turbio a las emulsiones. Es por eso que resulta fácil observar las partículas suspendidas en el medio líquido.
Las emulsiones contienen una mezcla de líquidos no homogéneos. Por lo tanto, tienen tendencia a presentar un aspecto turbio debido al efecto Tyndall ya mencionado.
Cuando son blancas las emulsiones se debe a que toda la luz se dispersa en iguales proporciones. De resto, sus colores dependen en gran medida de cómo absorban sus partículas las radiaciones del espectro visible.
Si no contienen un agente emulsionante, las emulsiones tienden a separarse y, al ser líquidas, su estructura interna no es estática: presentan movimiento browniano. Cuando se separan las dos fases líquido–líquido, dejan de ser emulsiones y pueden reordenarse las moléculas de la mezcla en dos fases distintivas e independientes.
Las emulsiones se pueden separar en sus dos fases al desactivar el agente emulsionante, al someter la mezcla a calentamiento, a congelación, o a centrifugación. Se dice que tiene lugar una demulsificación.
Una emulsión química se puede formar de forma natural, espontánea, o mediante el medio mecánico de agitación de la mezcla de dos o más líquidos inmiscibles o de escasa solubilidad mutua.
La emulsión puede mantenerse estable al agregar un agente emulsionante o tensioactivo, el cual le confiere estabilidad mecánica a la mezcla; por ejemplo, la yema de huevo en la mayonesa, o la caseína en la leche.
El emulsionante se caracteriza por ser anfipático, es decir, por tener un extremo de la molécula hidrófilo (soluble en agua) y otro extremo hidrófobo (insoluble en agua). Esto les permite ser solubles tanto en agua como en aceite, lo que les facilita interactuar con la fase dispersa y la continua al mismo tiempo.
Los emulsionantes pueden formar una película alrededor de las gotitas de la fase dispersa, evitando que estas se unan y haya coalescencia.
Las emulsiones contienen dos fases: una dispersa y una continua.
Está presente en gotas inmersas en la fase continua. Dichas gotas pueden ser amorfas, esféricas, cristalinas o una mezcla de estas. Sus tamaños son muy diminutos, incluso ultramicroscópicos, ya que el diámetro de las mismas varía entre los 10 nm (nanómetros) a las 100 µm (micras).
Hay gotas grandes que exceden los límites del tamaño de las partículas coloidales. Sin embargo, el tamaño de las gotas es menor que el de las partículas de las suspensiones.
La fase continua es el medio de dispersión, análogo al disolvente en una solución con el soluto.
Un ejemplo sería mezclar un poco de aceite con agua. Cuando se agitan, se forma una emulsión en la cual el aceite es la fase dispersa, mientras que el agua es la fase continua.
Considérese por ejemplo la mezcla de dos líquidos I (azul) y II (amarillo).
En A (ver imagen), ambas fases I y II están separadas. Cuando se agitan, se forma la emulsión B, donde la fase II se encuentra dispersa en la fase I, más grande. Transcurrido un tiempo las fases se separan, dando lugar al estado C. Sin embargo, si se agrega un emulsionante, tendremos una emulsión más estable, vista en D.
Las emulsiones pueden clasificarse según las propiedades que posean sus dos fases.
Es aquella en la que su fase dispersa es un líquido en un medio dispersante sólido. Como ejemplo tenemos el queso y las jaleas.
Su fase dispersa o similar al soluto es líquido, la cual está contenida en un medio dispersante también líquido, como la de aceite en agua o agua en aceite.
Emulsión de aceite/agua
La fase dispersa es un material orgánico y la fase continua es el agua o una solución acuosa. Como ejemplo se encuentra la leche.
Emulsión de agua/aceite
La fase dispersa es el agua o una solución acuosa, mientras que la fase continua es un líquido orgánico, como un aceite. Entre algunos ejemplos de esta emulsión se pueden nombrar la mantequilla y la margarina.
Como soluciones geles, o suspensiones como las emulsiones fotográficas que contienen cristales pequeños en un gel de gelatina.
Cuando el tamaño de las gotas es menor de los 100 nm (nanómetros), esto les da un aspecto translúcido y en general son más estables.
Las microemulsiones se forman espontáneamente. Pueden contener agentes tensioactivos. Son utilizadas para administrar vacunas durante los procesos de inmunizaciones.
Mientras, las nanoemulsiones necesitan de equipo especializado para su producción. Como ejemplo está el aceite de soja, empleado en la eliminación de microbios.
Entre los ejemplos de emulsiones se encuentran:
La emulsión química también puede ser una mezcla de un líquido en un sólido, como es caso del queso.
Como las vinagretas, las cuales son una mezcla de aceite y vinagre. La mayonesa también es una emulsión de aceite y huevo.
La leche homogeneizada es una emulsión de moléculas o gotitas de grasa en la solución acuosa, la cual contiene otros componentes, como la proteína de la leche o caseína coloidal, formando micelas. La caseína es un condensado biomolecular secretado.
La mantequilla es un ejemplo de emulsión del tipo agua/aceite, debido a que es una mezcla que contiene gotitas de agua en aproximadamente un 80% de grasa de la leche o crema.
Muchas cremas, bálsamos, ungüentos, entre otros, son emulsiones empleadas como medicamentos, productos terapéuticos o aplicados con fines cosméticos.
Usada como agente extintor en algunos extintores de incendios, contiene una emulsión de agua con un espumante.
Los emulsionantes se usan para la dispersión de los polímeros, en la fabricación de plásticos, cauchos sintéticos, pinturas y pegamentos. Está asimismo la emulsión fotográfica, presente en el lado fotosensible de la película.
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