Peptyzacja - zjawisko przechodzenia osadu koloidalnego lub żelu w koloid (odwrotność koagulacji). Jest to proces odwracalny, w przeciwieństwie do denaturacji białka.
Koagulacja – łączenie się cząstek koloidalnych w większe zespoły, przechodzenie zolu w żel.
Koagulacja może być odwracalna – gdy żel można ponownie przeprowadzić w zol (np. przez rozcieńczanie).przebiega ona w dwóch etapach.
Pierwszym etapem jest flokulacja, drugim koalescencja
Flokulacja jest to proces tworzenia się wiązań chemicznych między micelami, na skutek czego micele łączą się w duże agregaty, które w widoczny sposób wypadają z mieszaniny tworząc osad lub mętną zawiesinę.
Koalescencja – łączenie agregatów w trwałe cząstki, nieodwracalne
Deflokulacja- rozpad agromerów na drobnejsze fragmenty
Flotacja - metoda rozdziału rozdrobnionych substancji stałych, w której kryterium rozdziału jest różnica w zwilżalności ciała stałego przez ciecz.
Stabilność emulsji jest warunkowana ujemnym potencjałem Dzeta (), najlepiej minus 35mV, pH, temperaturą i obecnością elektrolitów. Emulgatorami są fosfolipidy, najczęściej żółtka jaja kurzego. Dla przypomnienia etapy psucia emulsji:
Śmietankowanie – agregacja cząsteczek, jest odwracalne
Zapobieganie śmietankowaniu polega na rozdrobnieniu emulsji do rozmiaru 0,1 μm, zwiększeniu lepkości ośrodka dyspersyjnego i zwiększeniu gęstości fazy ciągłej.
Złamanie emulsji – rozdzielenie na dwie osobne fazy.
Potencjał dzeta równy –35mV odpowiada pH około 5,0-10,0, więc większość emulsji ma pH około 8,5, bo wtedy jest stabilna.
Układ koloidalny (koloid, układ koloidowy, roztwór koloidalny) – niejednorodna mieszanina, zwykle dwufazowa, tworząca układ dwóch substancji, w którym jedna z substancji jest rozproszona w drugiej. Rozdrobnienie (czyli dyspersja) substancji rozproszonej jest tak duże, że fizycznie mieszanina sprawia wrażenie substancji jednorodnej, jednak nie jest to wymieszanie na poziomie pojedynczych cząsteczek.
Typowy układ koloidalny (tzw. koloid fazowy) składa się z dwóch faz:
fazy ciągłej, czyli substancji rozpraszającej, zwanej też ośrodkiem dyspersyjnym albo dyspergującym,
fazy rozproszonej, czyli substancji zawieszonej (zdyspergowanej) w ośrodku dyspersyjnym i w nim nierozpuszczalnej.
W każdym układzie dyspersyjnym wyróżnia się:
FAZĘ ROZPROSZONĄ
jest nią substancja zawieszona (zdyspergowanej) w ośrodku dyspersyjnym i w nim nierozpuszczalna
FAZĘ ROZPRASZAJĄCĄ
(faza ciągła albo ośrodek dyspersyjny) jest to substancja, w której cząstki są rozproszone
DYSPERSJA – rozdrobnienie
STOPIEŃ DYSPERSJI (stopień rozdrobnienia) – im cząsteczki rozproszone są mniejsze tym stopień dyspersji jest większy
Ośrodek rozpraszającej- sub rozpraszana - rodzaj
Gaz - Ciecz aerozol ciekły
gaz - Ciało stałe aerozol stały
Ciecz- Gaz piana
Ciecz gaz - emulsja
ciecz - Ciało stałe zol, zawiesina koloidalna (suspensja), roztwór koloidalny
Ciało stałe Gaz piana stała
ciało stałe - Ciecz emulsja stała
ciało stałe- Ciało stałe zol stały (pirozol)
Absorpcja (łac. absorbere – wchłaniać) w chemii fizycznej – proces polegający na wnikaniu cząsteczek, atomów lub jonów do wnętrza innej substancji tworzącej dowolną fazę ciągłą (gazu, cieczy, ciała stałego itp.) Absorpcji nie należy mylić z adsorpcją, która jest zjawiskiem powierzchniowym. Absorpcja, adsorpcja i wymiana jonowa są wspólnie nazywane procesami sorpcji.
Adsorpcja — to proces wiązania się cząsteczek, atomów lub jonów na powierzchni lub granicy faz fizycznych, powodujący lokalne zmiany stężenia. Adsorpcji nie należy mylić z absorpcją, która jest procesem wnikania do wnętrza fazy. Adsorpcję, absorpcję i wymianę jonową przyjęło się wspólnie nazywać procesami sorpcji.
Tiksotropia – zjawisko izotermicznego przeprowadzenia żelu w zol wskutek mechanicznego wytrząsania, które niszczy liosfery i powoduje uwolnienie cząstek koloidowych. Jest to przemiana odwracalna i po pewnym czasie układ znowu przechodzi w żel (nawet wielokrotnie).
E m u l s j a – układ koloidalny złożony z dwu niemieszających się cieczy, z których jedna jest rozproszona w drugiej
Emulgator – substancja powierzchniowo- czynna obniża napięcie międzyfazowe kropelek; emulgator będący substancją wielkocząsteczkową poprawia trwałość mechaniczną emulsji.
Emulgatorami mogą być związki:
anionowe - mydła sodowe i potasowe (aniony kwasów tłuszczowych), aniony monoestrów kwasu siarkowego (np. laurylosiarczan Na), aniony alkilosulfonowe;
kationowe – czwartorzędowe sole amoniowe lub czwartorzędowe heterocykliczne związki amoniowe (pochodne pirydyny);
niejonowe – fragment hydrofilowy cząsteczki to najczęściej ugrupowanie alkoholu wielowodorotlenowego lub łańcuch polioksymetylenowy;
amfolityczne - wykazują charakter kationowy lub anionowy w zależności od pH, sole wewnętrzne.
Solubilizacja jest to proces zwiększania rozpuszczalności substancji za pomocą tzw. pośredników rozpuszczania czyli solubilizatorów. Ze względu na rodzaj solubilizatorów i mechanizm ich działania można wyróżnić dwa typy solubilizacji: hydrotropową i micelarną.
Solubilizacja micelarna
Polega na tworzeniu układów micelarnych (koloidów), złożonych z substancji rozpuszczanej i solubilizatorów, które są w tym przypadku cząsteczkami amfifilowymi, powierzchniowo czynnymi. Cząsteczki solibilizatora układają się w malutkie pęcherzyki (micele), orientując się częścią hydrofobową do środka a hydrofilową na zewnątrz i tworząc w ten sposób środowisko hydrofobowe wewnątrz miceli. Do wnętrza miceli mogą dostawać się substancje lipofilne, które dzięki obecności otoczki stają się rozpuszczalne w wodzie.
MIKRONIZACJA rodzaj zaawansowanej technologii stosowanej w celu znacznego zmniejszenia średnicy cząstek substancji czynnej, aż do wielkości mierzonej w mikrometrach.
Emulgowanie, proces zmierzający do przejścia dwóch nie mieszających się cieczy w stan zwany emulsją.
Układy dyspersyjne i ich charakterstyka
Układ dyspersyjny jest co najmniej dwuskładnikowym układem złożonym z fazy dyspersyjnej (rozpraszającej) i z fazy zdyspergowanej (rozproszonej). Biorąc pod uwagę średnicę cząstek fazy rozproszonej, układy dyspersyjne dzielimy na:
a) roztwory właściwe (rzeczywiste)
średnica cząsteczek fazy rozproszonej: mniejsza od 1 nm
charakterystyka: układ homogeniczny (jednofazowy) wieloskładnikowy o rozdrobnieniu molekularnym – optycznie jednorodny
b) układy koloida
średnica cząsteczek fazy rozproszonej: 1 – 100 nm
charakterystyka: układ heterogeniczny (niejednorodny)
c) zawiesiny
średnica cząsteczek fazy rozproszonej: większa od 100 nm
charakterystyka: układ heterogeniczny (wielofazowy) wieloskładnikowy o rozdrobnieniu makroskopowym – nietrwały (rozdzielenie przez sedymentację).
Liczba wodna jest wartością wyrażającą zdolność podłoża maściowego do trwałego emulgowania wody.
Jest to liczba gramów wody jaką, w 20°C, może związać 100g substancji, tworząc trwałą emulsję. Duża liczba wodna oznacza, że dana substancja jest dobrym emulgatorem.
Liczba wodna niektórych substancji:
lanolina ok. 200
wazelina ok. 10
smalec ok. 15
euceryna 220–ok. 300
Liczby określające przydatność spożywczą tłuszczów
Liczba kwasowa – określa liczbę wolnych kwasów tłuszczowych, .liczba mg KOH potrzebna do zobojętnienia wolnych kwasów tłuszczowych zawartych w 1 g tłuszczu. (określa stopień hydrolizy tłuszczu) olej kokosowy 0.3, smalec 1,1
Liczba zmydlania – liczba mg KOH potrzebna do zobojętnienia kwasów tłuszczowych wolnych i powstałych w wyniku hydrolizy 1 g tłuszczu.
Liczba jodowa – liczba g wolnego jodu przyłączanego przez wiązania podwójne zawarte w 100 g tłuszczu. . Im wyższa liczba jodowa tym silniejszy charakter nienasycony tłuszczu./ smalec 45-70 , olej kokosowy 6-11
Liczba Lea - liczba cm3 0,002 M tiosiarczanu sodu potrzebna do redukcji jodu wydzielonego z KI przez nadtlenki obecne w 1 g tłuszczu.
Liczba Reicherta-Meissla – liczba cm3 0,1 M KOH zużytego do zobojętnienia lotnych kwasów tłuszczowych oddestylowanych z parą wodną z 5 g tłuszczu. Pozwala określić zawartość kwasów tłuszczowych o długości łańcucha C4-C8.
Zasada Bancrofta mówi, że ta faza, w której emulgator jest bardziej rozpuszczalny jest fazą zewnętrzną/ciągłą.
Układem O/W nazywamy układ, w którym fazę rozproszoną stanowi olej (lub
inny węglowodór, jak wosk, parafina, nafta, asfalt).
W układzie W/O cieczą rozproszoną jest woda, a cieczą rozpraszającą - olej.
Reguła Bancrofta tta faza, w której emulgator jest bardziej rozpuszczalny jest fazą zewnętrzną/ciągłą (rozpraszającą)
Tendencje do tworzenia układu O/W wystąpią wtedy, gdy emulgator lepiej rozpuszcza się w wodzie, to znaczy ma wysokie tzw. HLB wielkość wprowadzona przez Griffina).
Emulsje składają się z dwóch faz:
olejowej – oleje i tłuszcze mineralne, oleje roślinne, oleje syntetyczne tzw. emolienty, woski, alkohole tłuszczowe, kwasy tłuszczowe, estry kwasów tłuszczowych
wodnej – woda, gliceryna, sorbit, glikol propylenowy oraz emulgatora, który łączy wzajemnie obie fazy i nie dopuszcza do ich rozdzielenia
Emulgatory są to związki powierzchniowo czynne, które obniżają napięcie na granicy faz między polarnymi i niepolarnymi rozpuszczalnikami i tworzą stabilny film wokół rozproszonej cząsteczki.
Emulgatory mają charakter amfifilowy/amphon – oba/, tzn. ich cząsteczka zawiera grupy polarne i niepolarne. Grupy polarne nadają emulgatorom właściwości hydrofilowe/powinowate do wody/ a grupy niepolarne nadają własności hydrofobowe/powinowate do oleju/. Dzięki tej własności emulgatory mogą obniżać napięcie powierzchniowe, gdyż gromadzą się na granicy faz między olejem a wodą oraz między olejem a powietrzem. Jeżeli w cząsteczce emulgatora przeważają właściwości hydrofilowe to powstaje emulsja 0/W a przy przewadze właściwości hydrofobowych emulsja W/O.
Polimery silikonowe, związki chemiczne o strukturze polisiloksanów, zawierają na przemian ułożone atomy krzemu i tlenu, przy czym atomy krzemu są połączone z resztami węglowymi. W zależności od sposobu wytwarzania i przeznaczenia silikony mogą mieć budowę liniową, rozgałęzioną lub cykliczną.
Oleje silikonowe tworzą na powierzchni skóry niewidoczny, cienki hydrofobowy film ochronny – okluzyjny, odporny na zmywanie wodą. Spełnia trzy funkcje: zabezpiecza skórę przed utratą wilgoci, ochrania przed działaniem czynników zewnętrznych, poprawia wygląd. Najczęściej stosowane: Dimethicone – w emulsji O/W w ilości 0, 5 – 1, 0% zapobiegają mydleniu się kremu na powierzchni skóry. Cyclomethicone – lotne silikony – poprawiają wnikanie kremu.
SPC dzielimy na następujące rodzaje:
1) Niejonowe (niedysocjujące) to wszystkie te, PSC które składają się z grup polarnych i niepolarnych, typ emulsji, jaki otrzymuje się z ich zastosowaniem zależy od wartości HLB, rozpuszczalności w H2o. Emulgatory niejonowe( niedysocjujące) są znacznie lepsze w użyciu niż te jonotwórcze, gdyż nie wykazują wrażliwości na dodatki w postaci elektrolitów i na zmiany pH w dość szerokim zakresie . W tej grupie SPC są obecne alkohole, estry, eteroestry kwasów tłuszczowych i hydroksy-kwasów karboksylowych oraz cukrów wielowodoro-tlenowych. Najbardziej znanymi są spany i tweeny.W tym typie SPC przeważają: alkohole alifatyczne ( n=10-16), oto najczęściej stosowane:Laurylowy Cetylowy Stearylowy Oraz ich mieszanin
2) Jonowe (dysocjujące), tu wyróżniamy:
a) anionowo czynne w roztworze wodnym tworzą ujemnie naładowane jony powierzchniowo czynne – aniony. Emulgatory anionowe są niestabilne wobec elektrolitów i w środowisku kwaśnym.
- część powierzchniowo czynną stanowi anion cząsteczki; Do tej grupy związków zalicza się : mydła, siarczany alkilowe, niektóre sulfoniany alkilowe i alkilo- arylosulfonowe
b) kationowe czynne - tworzą w roztworze wodnym dodatnio naładowane jony powierzchniowo czynne – kationy, zastosowanie w preparatach do włosów
część powierzchniowo czynną stanowi kation cząsteczki; zaliczamy tu czwarto-rzędowe zasady amoniowe zwane również mydłami inwertowanymi.
c) amfoteryczne (amfolityczne) - w zależności od pH roztworu część
powierzchniowo czynna może przyjmować postać kationu lub anionu. W tej grupie wyróżniamy anionowe i kationowe czynne lecytyny i proteiny.
lasica28