Raspršena metoda. Priprema i pročišćavanje disperznih sustava (DS). Priprema sola metodom zamjene otapala

Disperzni sustav je sustav u kojem je jedna tvar raspoređena u mediju druge, a između čestica i disperzijskog medija postoji fazna granica. Disperzni sustavi sastoje se od disperzne faze i disperzijskog medija.

Disperzna faza su čestice raspoređene u mediju. Njegovi znakovi: disperzija i intermitentnost.

Disperzni medij je materijalni medij u kojem se nalazi disperzna faza. Njegov znak je kontinuitet.

Metoda disperzije. Sastoji se od mehaničkog drobljenja krutih tvari do određene disperzije; disperzija ultrazvučnim vibracijama; električna disperzija pod utjecajem izmjenične i istosmjerne struje. Za dobivanje disperznih sustava metodom disperzije naširoko se koriste mehanički uređaji: drobilice, mlinovi, žbuke, valjci, mlinovi za boje, tresilice. Tekućine se atomiziraju i raspršuju pomoću mlaznica, mlina, rotirajućih diskova i centrifuga. Raspršivanje plinova provodi se uglavnom propuštanjem kroz tekućinu. U pjenastim polimerima, pjenastom betonu i pjenastom gipsu plinovi se proizvode pomoću tvari koje oslobađaju plin pri povišenim temperaturama ili u kemijskim reakcijama.

Unatoč širokoj upotrebi disperzijskih metoda, njima se ne mogu dobiti disperzni sustavi veličine čestica od -100 nm. Takvi sustavi se dobivaju kondenzacijskim metodama.

Kondenzacijske metode temelje se na procesu stvaranja disperzne faze iz tvari u molekularnom ili ionskom stanju. Nužan uvjet za ovu metodu je stvaranje prezasićene otopine iz koje bi se trebao dobiti koloidni sustav. To se može postići pod određenim fizičkim ili kemijskim uvjetima.

Fizičke metode kondenzacije:

1) hlađenje para tekućina ili krutina tijekom adijabatske ekspanzije ili njihovo miješanje s velikim volumenom zraka;

2) postupno uklanjanje (isparavanje) otapala iz otopine ili njegova zamjena drugim otapalom u kojem je raspršena tvar slabije topljiva.

Dakle, fizikalna kondenzacija odnosi se na kondenzaciju vodene pare na površini krutih ili tekućih čestica, iona ili nabijenih molekula u zraku (magla, smog).

Zamjena otapala rezultira stvaranjem sola kada se izvornoj otopini doda druga tekućina, koja se dobro miješa s izvornim otapalom, ali je loše otapalo za otopljenu tvar.

Metode kemijske kondenzacije temelje se na izvođenju različitih reakcija, pri čemu se iz prezasićene otopine taloži neotopljena tvar.

Kemijska kondenzacija može se temeljiti ne samo na reakcijama izmjene, već i na redoks reakcijama, hidrolizi itd.

Disperzni sustavi mogu se dobiti i peptizacijom, koja se sastoji od pretvaranja taloga, čije čestice već imaju koloidnu veličinu, u koloidnu "otopinu". Razlikuju se sljedeće vrste peptizacije: peptizacija ispiranjem taloga; peptizacija površinski aktivnim tvarima; kemijska peptizacija.

S termodinamičkog gledišta, najpovoljnija metoda je disperzija.

Metode čišćenja:

1. Dijaliza - pročišćavanje sola od nečistoća pomoću polupropusnih membrana ispranih čistim otapalom.

2. Elektrodijaliza – dijaliza ubrzana električnim poljem.

3. Ultrafiltracija – pročišćavanje pritiskom disperzijskog medija zajedno s niskomolekularnim nečistoćama kroz polupropusnu membranu (ultrafilter).

Molekularno-kinetička i optička svojstva disperznih sustava: Brownovo gibanje, osmotski tlak, difuzija, sedimentacijska ravnoteža, sedimentacijska analiza, optička svojstva disperznih sustava.

Sva molekularna kinetička svojstva uzrokovana su spontanim kretanjem molekula i očituju se u Brownovom gibanju, difuziji, osmozi i sedimentacijskoj ravnoteži.

Brownovo gibanje je kontinuirano, kaotično, jednako vjerojatno u svim smjerovima kretanje malih čestica suspendiranih u tekućinama ili plinovima zbog utjecaja molekula disperzijskog medija. Teorija Brownovog gibanja temelji se na ideji interakcije slučajne sile, koja karakterizira udare molekula, sile ovisne o vremenu i sile trenja kada se čestice disperzne faze kreću u disperzivnom mediju na određena brzina.

Osim translatornog gibanja, moguće je i rotacijsko gibanje, što je tipično za dvodimenzionalne čestice nepravilnog oblika (niti, vlakna, ljuskice). Brownovo gibanje je najizraženije u visoko disperznim sustavima, a njegov intenzitet ovisi o disperziji.

Difuzija je spontano širenje tvari iz područja veće koncentracije u područje niže koncentracije. Razlikuju se sljedeće vrste:

1.) molekularni

3) koloidne čestice.

Brzina difuzije u plinovima je najveća, a u krutim tvarima najmanja.

Osmotski tlak je višak tlaka iznad otopine koji je neophodan da se spriječi prijenos otapala kroz membranu. OD se javlja kada se čisto otapalo kreće prema otopini ili iz razrijeđene otopine prema koncentriranijoj, te je stoga povezana s koncentracijom otopljene tvari i otapala. Osmotski tlak jednak je tlaku koji bi raspršena faza (otopljena tvar) proizvela kada bi u obliku plina, pri istoj temperaturi, zauzimala isti volumen kao koloidni sustav (otopina).

Sedimentacija je razdvajanje disperznih sustava pod utjecajem sile teže uz izdvajanje disperzne faze u obliku sedimenta. Sposobnost sedimentacije disperznih sustava pokazatelj je njihove sedimentacijske stabilnosti. Postupci separacije koriste se kada je potrebno izolirati jednu ili drugu komponentu od neke komponente iz nekog prirodnog ili umjetno pripremljenog proizvoda, koji je heterogeni tekući sustav. U nekim slučajevima iz sustava se uklanja vrijedna komponenta, u drugima se uklanjaju neželjene nečistoće. U javnoj ugostiteljstvu su postupci razdvajanja disperznih sustava nužni kada je potrebno dobiti bistre napitke, bistriti juhu i osloboditi je od čestica mesa.

Ponašanje svjetlosnog snopa koji na svom putu nailazi na čestice disperzne faze ovisi o omjeru valne duljine svjetlosti i veličine čestica. Ako je veličina čestice veća od valne duljine svjetlosti, tada se svjetlost odbija od površine čestice pod određenim kutom. Ovaj fenomen se opaža u suspenzijama. Ako je veličina čestice manja od valne duljine svjetlosti, tada je svjetlost raspršena.

Src="http://present5.com/presentation/3/40492240_88526628.pdf-img/40492240_88526628.pdf-1.jpg" alt=">Metode za dobivanje disperziranih sustava">!}

Src="http://present5.com/presentation/3/40492240_88526628.pdf-img/40492240_88526628.pdf-2.jpg" alt="> Dobivaju se disperzni sustavi sa potrebnim skupom fizikalnih i kemijskih svojstava (sastav, agregatno stanje,"> Дисперсные системы получают с необходимым набором физических и химических свойств (состав, агрегатное состояние, размер, форма, структура, поверхностные свойства). При получении дисперсных систем решают две важные задачи: получение дисперсных частиц нужного размера и формы; стабилизация дисперсных систем, т. е. сохранение размеров дисперсных частиц в течение достаточно длительного времени (особенно актуальна для наночастиц). Методы получения дисперсных систем делятся на: диспергационные, конденсационные и метод пептизации. 2!}

Src="http://present5.com/presentation/3/40492240_88526628.pdf-img/40492240_88526628.pdf-3.jpg" alt="> Metode disperzije Metode uključuju mljevenje velikih (makroskopskih) uzoraka danog"> Диспергационные методы Методы заключаются в измельчении крупных (макроскопических) образцов данного вещества до частиц дисперсных размеров. При диспергировании химический состав и агрегатное состояние вещества обычно не меняются, меняется размер частиц и их форма. Диспергирование происходит, как правило, не самопроизвольно, а с затратой внешней работы, расходуемой на преодоление межмолекулярных сил при дроблении вещества. Диспергационные методы используют в основном для получения грубодисперсных частиц – от 1 мкм и выше - производство цемента (1 млрд. т в год), измельчении руд полезных ископаемых, получение пищевых продуктов и лекарств и т. д. 3!}

Src="http://present5.com/presentation/3/40492240_88526628.pdf-img/40492240_88526628.pdf-4.jpg" alt="> Mehanizam smanjenja tvrdoće je da se dodana tvar (smanjivač tvrdoće) ) se adsorbira u"> Механизм уменьшения твердости заключается в том, что добавляемое вещество (понизитель твердости) адсорбируется в местах дефектов кристаллической решетки твердого тела, что приводит к экранированию сил сцепления, действующими между противоположными поверхностями щели (при адсорбции электролитов возникают силы электростатического отталкивания между одноименно заряженными ионами, ПАВы понижают поверхностное натяжение на границе раздела твердое тело – газ, что облегчает деформирование твердого тела). Добавки помогают не только разрушить материал, но и стабилизируют систему в дисперсном состоянии, т. к. , адсорбируясь на поверхности частиц, мешают их обратному слипанию. 4!}

Src="http://present5.com/presentation/3/40492240_88526628.pdf-img/40492240_88526628.pdf-5.jpg" alt="> Metode kondenzacije temelje se na povezivanju molekula u agregate iz pravih rješenja"> Конденсационные методы основаны на ассоциации молекул в агрегаты из истинных растворов (гомогенных сред). Путем конденсации в зависимости от условий могут быть получены системы любой дисперсности, с частицами любого размера. Эти методы в основном используют для получения дисперсных систем с размерами частиц 10 -8 – 10 -9 м (высокодисперсные и ультрадисперсные), поэтому эти методы широко используют в нанотехнологиях. Конденсационные методы не требуют затраты внешней работы. Появление новой фазы происходит при пересыщении среды, т. е. создании концентраций, превышающих равновесные. 5!}

Src="http://present5.com/presentation/3/40492240_88526628.pdf-img/40492240_88526628.pdf-6.jpg" alt="> Mehanizam kondenzacije uključuje faze: 1. Stadij nukleacije - pojava jezgri (centra"> Механизм конденсации включает стадии: 1. Стадия зародышеобразования - возникновение зародышей (центров кристаллизации) в пересыщенном растворе; зародыши образуются тем легче, чем больше в растворе центров зародышеобразования (чужеродных частиц). 2. Рост зародышей. 3. Формирование слоя стабилизатора (слоя противоионов), определяющего устойчивость полученной дисперсной системы (для дисперсных систем с жидкой дисперсионной средой). 6!}

Src="http://present5.com/presentation/3/40492240_88526628.pdf-img/40492240_88526628.pdf-7.jpg" alt="> Pravila za dobivanje disperznih sustava metodama kondenzacije 1. Što je veći stupanj"> Правила получения дисперсных систем конденсационными методами 1. Чем больше степень пересыщения, тем меньше радиус зародыша, тем легче он образуется. 2. Для получения мелких частиц необходимо, чтобы скорость образования зародышей была больше скорости их роста. Пересыщение можно вызвать физическим процессом или проведением химической реакции. Различают физические и химические конденсационные методы. 7!}

Src="http://present5.com/presentation/3/40492240_88526628.pdf-img/40492240_88526628.pdf-8.jpg" alt="> Metode kemijske kondenzacije Metode se temelje na stvaranju nove faze (talište"> Химические конденсационные методы Методы основаны на образовании новой фазы (м. р. с.) в результате протекания химических реакций. Для получения высокодисперсных золей концентрированный раствор одного компонента добавляют к разбавленному раствору другого компонента при постоянном перемешивании. 8!}

Src="http://present5.com/presentation/3/40492240_88526628.pdf-img/40492240_88526628.pdf-9.jpg" alt="> Primjeri kemijskih reakcija koje se koriste za stvaranje koloidnih sustava: 1. Reakcije"> Примеры химических реакций, используемых для образования коллоидных систем: 1. Реакции восстановления (получение золей Au, Ag, Pt и др. металлов). Восстановление аурата калия формальдегидом. 2 Na. Au. O 2 + 3 HCOH + Na 2 CO 3 = 2 Au + 3 HCOONa +Na. HCO 3 + H 2 O В результате получается золь золота, стабилизированный ауратом калия. Строение мицеллы этого золя можно представить: 2. Реакции обмена (метод, наиболее часто встречающийся на практике). Получение золя иодида серебра. Ag. NO 3 + KJ(изб.) = Ag. J↓ + KNO 3 Строение мицеллы: 9!}

Src="http://present5.com/presentation/3/40492240_88526628.pdf-img/40492240_88526628.pdf-10.jpg" alt="> Metoda peptizacije Peptizacija je metoda koja se temelji na prijevodu na"> Метод пептизации Пептизация – метод, основанный на переводе в коллоидный раствор осадков, первичные размеры которых уже имеют размеры высокодисперсных систем. Суть метода: свежевыпавший рыхлый осадок переводят в золь путем обработки пептизаторами (растворами электролитов, ПАВов, растворителем). 10!}

Src="http://present5.com/presentation/3/40492240_88526628.pdf-img/40492240_88526628.pdf-11.jpg" alt="> Metode za pročišćavanje raspršenih sustava Rezultirajući solovi često sadrže niske molekularne težine nečistoće (strane"> Методы очистки дисперсных систем Полученные золи часто содержат низкомолекулярные примеси (чужеродные электролиты), способные разрушать коллоидные системы. Полученные золи во многих случаях приходится очищать. Очищают также и дисперсные системы природного происхождения (латексы, нефть, вакцины, сыворотки и т. д.). Для очистки от примесей используют: диализ, электродиализ, ультрафильтрацию. Диализ – извлечение из золей низкомолекулярных веществ чистым растворителем с помощью полупроницаемой перегородки (мембраны), через которую не проходят коллоидные частицы. Электродиализ – диализ, ускоренный применением внешнего электрического поля. Ультрафильтрация – электродиализ под давлением (гемодиализ). 11!}

Kondenzacijske metode temelje se na procesima stvaranja nove faze spajanjem molekula, iona ili atoma u homogenom mediju. Ove metode možemo podijeliti na fizikalne i kemijske.

Fizička kondenzacija. Najvažnije fizikalne metode za proizvodnju disperznih sustava su kondenzacija iz para i zamjena otapala. Najočitiji primjer kondenzacije iz pare je stvaranje magle. Kada se promijene parametri sustava, posebice kada se temperatura smanji, tlak pare može postati viši od ravnotežnog tlaka pare iznad tekućine (ili iznad krutine) i u plinovitoj fazi se pojavljuje nova tekuća (kruta) faza. Zbog toga sustav postaje heterogen - počinje se stvarati magla (dim). Na taj način se npr. dobivaju kamuflažni aerosoli koji nastaju hlađenjem para P2O5, ZnO i drugih tvari. Liosoli se dobivaju procesom zajedničke kondenzacije para tvari koje tvore disperznu fazu i disperzijskog medija na ohlađenoj površini.

Metoda zamjene otapala široko se koristi, a temelji se, kao i prethodna, na takvoj promjeni parametara sustava u kojem kemijski potencijal komponente u disperzijskom mediju postaje veći od ravnotežnog i tendencija prijelaza na ravnotežno stanje dovodi do stvaranja nove faze. Za razliku od metode kondenzacije pare (promjena temperature), kod metode zamjene otapala mijenja se sastav medija. Dakle, ako se zasićena molekularna otopina sumpora u etilnom alkoholu ulije u veliki volumen vode, tada je nastala otopina u smjesi alkohola i vode već prezasićena. Prezasićenost će dovesti do agregacije molekula sumpora uz stvaranje čestica nove faze - raspršene.

Zamjenom otapala dobivaju se solovi sumpora, fosfora, arsena, kolofonija, celuloznog acetata i mnogih organskih tvari ulijevanjem alkoholnih ili acetonskih otopina tih tvari u vodu.

Kemijska kondenzacija. Ove se metode također temelje na kondenzacijskom odvajanju nove faze iz prezasićene otopine. Međutim, za razliku od fizikalnih metoda, tvar koja tvori disperznu fazu pojavljuje se kao rezultat kemijske reakcije. Dakle, svaka kemijska reakcija koja se javlja s stvaranjem nove faze može biti izvor dobivanja koloidnog sustava. Navedimo sljedeće kemijske procese kao primjere.

• 1. Oporavak. Klasičan primjer ove metode je priprava sola zlata redukcijom kloraurinske kiseline. Vodikov peroksid se može koristiti kao redukcijsko sredstvo (Zsigmondyjeva metoda):
• 2HauCl2+3H2O22Au+8HCl+3O2

Poznati su i drugi redukcijski agensi: fosfor (M. Faraday), tanin (W. Oswald), formaldehid (R. Zsigmondy). Na primjer,

• 2KauO2+3HCHO+K2CO3=2Au+3HCOOK+KHCO3+H2O
• 2. Oksidacija. Oksidativne reakcije su široko rasprostranjene u prirodi. To je zbog činjenice da tijekom izdizanja magmatskih talina i iz njih odvojenih plinova, fluidnih faza i podzemnih voda sve pokretne faze prelaze iz zone redukcijskih procesa na velikoj dubini u zone oksidacijskih reakcija blizu površine. Ilustracija ovakvog procesa je nastajanje sumpornog sola u hidrotermalnim vodama, uz pomoć oksidacijskih sredstava (sumporov dioksid ili kisik):
• 2H2S+O2=2S+2H2O

Drugi primjer je proces oksidacije i hidrolize željeznog bikarbonata:

4Fe(HCO3)2+O2+2H2O4Fe(OH)3+8CO2

Nastali sol željezovog hidroksida daje crveno-smeđu boju prirodnim vodama i izvor je hrđavo-smeđih naslaga u donjim slojevima tla.

• 3. Hidroliza. Rasprostranjen u prirodi i važan u tehnologiji, nastanak hidrosola u procesima hidrolize soli. Za pročišćavanje otpadnih voda koriste se postupci hidrolize soli (aluminijev hidroksid dobiven hidrolizom aluminijevog sulfata). Visoka specifična površina koloidnih hidroksida nastalih tijekom hidrolize omogućuje učinkovitu adsorpciju nečistoća - molekula površinski aktivnih tvari i iona teških metala.
• 4. Reakcije razmjene. Ova metoda se najčešće nalazi u praksi. Na primjer, dobivanje sola arsenovog sulfida:
• 2H3AsO3+3H2SAs2S3+6H2O,

Priprema sola srebrnog jodida:

AgNO3+KIAgI+KNO3

Zanimljivo je da reakcije izmjene omogućuju dobivanje solova u organskim otapalima. Konkretno, reakcija je dobro proučena

Hg(CN)2+H2SHgS+2HCN

Provodi se otapanjem Hg(CN)2 u metilnom, etilnom ili propilnom alkoholu i propuštanjem sumporovodika kroz otopinu.

Reakcije dobro poznate u analitičkoj kemiji, kao što je proizvodnja precipitata barijevog sulfata ili srebrovog klorida

Na2SO4 + BaCl2 BaSO4 + 2NaCl

AgNO3 + NaCl AgCl + NaNO3

pod određenim uvjetima dovode do proizvodnje gotovo prozirnih, blago mutnih solova, iz kojih se naknadno može pojaviti oborina.

Dakle, za kondenzacijsku proizvodnju sola potrebno je da koncentracija tvari u otopini premašuje topljivost, tj. otopina mora biti prezasićena. Ovi uvjeti su uobičajeni i za formiranje visoko dispergiranog sola i običnog sedimenta čvrste faze. Međutim, u prvom slučaju moraju biti ispunjeni posebni uvjeti, koji se, prema teoriji koju je razvio Weymarn, sastoji u istovremenoj pojavi ogromnog broja jezgri dispergirane faze. Embrij treba shvatiti kao minimalnu nakupinu nove faze koja je u ravnoteži s okolinom. Da bi se dobio visoko disperzni sustav, potrebno je da brzina stvaranja nukleacije bude puno veća od brzine rasta kristala. U praksi se to postiže ulijevanjem koncentrirane otopine jedne komponente u vrlo razrijeđenu otopinu druge uz snažno miješanje.

Solovi nastaju lakše ako se tijekom njihove pripreme u otopine unesu posebni spojevi koji se nazivaju zaštitnim tvarima ili stabilizatorima. Kao zaštitne tvari u pripremi hidrosola koriste se sapuni, proteini i drugi spojevi. Stabilizatori se također koriste u pripremi organosola.

Postoje dva opća pristupa za dobivanje disp. sustavi – disperzija i kondenzacija. Metoda disperzije temelji se na mljevenju makroskopskih čestica do nanoveličine (1-100 nm).

Mehaničko mljevenje nema široku primjenu zbog velike potrošnje energije. U laboratorijskoj praksi koristi se ultrazvučno mljevenje. Tijekom mljevenja natječu se dva procesa: disperzija i agregacija nastalih čestica. Omjer brzina ovih procesa ovisi o trajanju mljevenja, temperaturi, prirodi tekuće faze i prisutnosti stabilizatora (najčešće surfaktanata). Odabirom optimalnih uvjeta moguće je dobiti čestice potrebne veličine, ali raspodjela veličina čestica može biti dosta široka.

Najzanimljivija je spontana disperzija čvrstih tijela u tekućoj fazi. Sličan proces može se uočiti i kod tvari sa slojevitom strukturom. U takvim strukturama postoji jaka interakcija između atoma unutar sloja i slaba v-d-v interakcija između slojeva. Na primjer, sulfidi molibdena i volframa, koji imaju slojevitu strukturu, spontano se raspršuju u acetonitrilu i tvore dvoslojne čestice nanometarske veličine. U tom slučaju tekuća faza prodire između slojeva, povećava međuslojni razmak, a interakcija između slojeva slabi. Pod utjecajem toplinskih vibracija nanočestice se odvajaju od površine TV faze.

Metode kondenzacije dijele se na fizikalne i kemijske. Formiranje nanočestica događa se kroz niz prijelaznih stanja tijekom formiranja intermedijarnih ansambala, što dovodi do pojave jezgre nove faze, njenog spontanog rasta i pojave fizičkog faznog sučelja. Važno je osigurati visoku stopu formiranja embrija i nisku stopu rasta.

Fizikalne metode naširoko se koriste za dobivanje ultradisperznih metalnih čestica. Ove metode su u biti disperzijsko-kondenzacijske metode. U prvoj fazi, metal se raspršuje na atome isparavanjem. Zatim, zbog prezasićenosti pare, dolazi do kondenzacije.

Metoda molekularne zrake koristi se za izradu premaza debljine oko 10 nm. Materijal za punjenje u komori s dijafragmom zagrijava se na visoke temperature u vakuumu. Isparene čestice, prolazeći kroz dijafragmu, tvore molekularnu zraku. Intenzitet snopa i brzina kondenzacije čestica na podlozi mogu se mijenjati mijenjanjem temperature i tlaka pare iznad izvornog materijala.

Metoda aerosola sastoji se od isparavanja metala u razrijeđenoj atmosferi inertnog plina na niskoj temperaturi, nakon čega slijedi kondenzacija pare. Ovom metodom dobivene su nanočestice Au, Fe, Co, Ni, Ag, Al; njihovi oksidi, nitridi, sulfidi.

Kriokemijska sinteza temelji se na kondenzaciji metalnih atoma (ili metalnih spojeva) na niskoj temperaturi u inertnoj matrici.

Kemijska kondenzacija. Faraday je 1857. godine dobio koloidnu otopinu zlata (crveno) veličine čestica. Ovaj sol je izložen u Britanskom muzeju. Njegova stabilnost se objašnjava stvaranjem EDL-a na granici čvrste faze i otopine i pojavom elektrostatske komponente odvajajućeg tlaka.

Često se sinteza nanočestica provodi u otopini tijekom kemijskih reakcija. Reakcije redukcije koriste se za proizvodnju metalnih čestica. Kao redukcijska sredstva koriste se aluminij i borohidridi, hipofosfiti itd. Na primjer, redukcijom klorida zlata natrijevim borohidridom dobiva se sol zlata veličine čestica 7 nm.

Nanočestice metalnih soli ili oksida dobivaju se reakcijama izmjene ili hidrolize.

Kao stabilizatori koriste se prirodni i sintetski tenzidi.

Sintetizirane su nanočestice miješanog sastava. Na primjer, Cd/ZnS, ZnS/CdSe, TiO 2 /SiO 2. Takve se nanočestice dobivaju taloženjem molekula jedne vrste (ljuska) na prethodno sintetiziranu nanočesticu druge vrste (jezgra).

Glavni nedostatak svih metoda je široka distribucija veličine nanočestica. Jedna od metoda regulacije veličine nanočestica povezana je s proizvodnjom nanočestica u reverznim mikroemulzijama. U reverznim mikroemulzijama, dis faza je voda, a dis medij je ulje. Veličina kapljica vode (ili druge polarne tekućine) može uvelike varirati ovisno o uvjetima proizvodnje i prirodi stabilizatora. Kap vode igra ulogu reaktora u kojem nastaje nova faza. Veličina nastale čestice ograničena je veličinom kapi; oblik te čestice slijedi oblik kapi.

Sol-gel metoda sadrži sljedeće faze: 1. pripremanje početne otopine, koja obično sadrži metalne alkokside M(OR)n, gdje je M silicij, titan, cink, aluminij, kositar, cerij, itd., R je alkal ili aril; 2. stvaranje gela uslijed reakcija polimerizacije; 3. sušenje; 4. toplinska obrada. Hidroliza se provodi u organskim otapalima

M(OR) 4 +4H 2 OM(OH) 4 +4ROH.

Zatim dolazi do polimerizacije i stvaranja gela

mM(OH) n (MO) 2 +2mH 2 O.

Metoda peptizacije. Postoje peptizacija kod ispiranja sedimenta, peptizacija sedimenta elektrolitom; peptizacija površinski aktivnim tvarima; kemijska peptizacija.

Peptizacija pri ispiranju taloga svodi se na uklanjanje elektrolita iz sedimenta koji uzrokuje koagulaciju. U tom se slučaju povećava debljina EDL-a, sile ionsko-elektrostatskog odbijanja prevladavaju nad silama međumolekulskog privlačenja.

Peptizacija sedimenta elektrolitom povezana je sa sposobnošću jednog od iona elektrolita da se adsorbira na česticama, što potiče stvaranje DES-a na česticama.

Peptizacija površinski aktivnim tvarima. Makromolekule surfaktanata, adsorbirane na česticama, ili im daju naboj (ionogeni tenzidi) ili tvore adsorpcijsko-solvatnu barijeru koja sprječava lijepljenje čestica u sedimentu.

Kemijska peptizacija se događa kada tvar dodana u sustav reagira s tvari u talogu. U tom slučaju nastaje elektrolit koji stvara DES na površini čestica.

1.2. Metode dobivanja disperznih sustava

Postoje dvije poznate metode za proizvodnju disperznih sustava. U jednom od njih krute i tekuće tvari se fino usitnjavaju (dispergiraju) u odgovarajućem disperzijskom mediju, u drugom se uzrokuje stvaranje čestica disperzne faze iz pojedinačnih molekula ili iona.

Metode za proizvodnju disperznih sustava mljevenjem većih čestica nazivaju se disperzivan. Metode koje se temelje na stvaranju čestica kao rezultat kristalizacije ili kondenzacije nazivaju se kondenzacija.

Metoda disperzije

Ova metoda objedinjuje prije svega mehaničke metode kod kojih se svladavanje međumolekulskih sila i akumulacija slobodne površinske energije tijekom procesa disperzije događa uslijed vanjskog mehaničkog rada na sustavu. Kao rezultat toga, krutine se zgnječe, ostružu, drobe ili cijepaju.

U laboratorijskim i industrijskim uvjetima procesi koji se razmatraju provode se u drobilicama, mlinovima i mlinovima različitih izvedbi. Mlinovi s kuglicama su najčešći. To su šuplji rotirajući cilindri u koje se ubacuju drobljeni materijal i čelične ili keramičke kuglice. Kako se cilindar okreće, kuglice se kotrljaju, trljajući materijal koji se drobi. Usitnjavanje se također može dogoditi kao posljedica udaraca loptom. Mlinovi s kuglicama proizvode sustave čije su veličine čestica u prilično širokom rasponu: od 2-3 do 50-70 mikrona. Šuplji cilindar s kuglicama može se dovesti u kružno oscilatorno gibanje, što potiče intenzivno drobljenje opterećenog materijala pod utjecajem složenog kretanja zgnječenih tijela. Ovaj uređaj se naziva vibracijski mlin.

Finije dispergiranje postiže se u koloidnim mlinovima različitih izvedbi, čiji se princip rada temelji na razvijanju prekidnih sila u suspenziji ili emulziji pod utjecajem centrifugalne sile u uskom međuprostoru između rotora koji se vrti velikom brzinom i nepokretnog dijela. uređaja - stator. Suspendirane velike čestice doživljavaju značajnu silu loma i tako se raspršuju.

Može se postići visoka disperzija ultrazvučna disperzija. Disperzivni učinak ultrazvuka povezan je s kavitacijom - stvaranjem i kolapsom šupljine u tekućini. Lupanje šupljina prati pojava kavitacijskih udarnih valova, koji uništavaju materijal. Eksperimentalno je utvrđeno da disperzija izravno ovisi o frekvenciji ultrazvučnih vibracija. Ultrazvučna disperzija je posebno učinkovita ako je materijal prethodno fino samljeven. Emulzije dobivene ultrazvučnom metodom karakterizira jednolika veličina čestica disperzne faze.

Prilikom drobljenja i mljevenja materijali se uništavaju, prije svega, na mjestima nedostataka čvrstoće (makro- i mikropukotine). Stoga, kako mljevenje napreduje, čvrstoća čestica se povećava, što se obično koristi za stvaranje čvršćih materijala. Istodobno, povećanje čvrstoće materijala pri drobljenju dovodi do velike potrošnje energije za daljnje raspršivanje. Uništavanje materijala može se olakšati korištenjem Rebinder efekta - adsorpcijsko smanjenje čvrstoće čvrstih tvari. Ovaj učinak je smanjenje površinske energije uz pomoć surfaktanata, što rezultira lakšom deformacijom i uništavanjem krutine. Smanjivači tvrdoće karakteriziraju male količine koje izazivaju Rebinderov učinak i specifičnost djelovanja. Aditivi koji vlaže materijal pomažu mediju da prodre u defekte, a uz pomoć kapilarnih sila također olakšavaju razaranje krutine. Surfaktanti ne samo da pridonose razaranju materijala, već i stabiliziraju disperzno stanje, budući da prekrivajući površinu čestica onemogućuju njihovo ponovno lijepljenje. Ovo također pomaže u postizanju visoko raspršenog stanja.

Metodom disperzije obično nije moguće postići visoku disperznost. Disperzni sustavi dobiveni disperzijskim metodama su brašno, mekinje, tijesto, šećer u prahu, kakao (mrvice, prah), čokolada, praline, marcipanske mase, pirei od voća i bobica, suspenzije, emulzije, pjenaste mase.

Metoda kondenzacije

Metoda kondenzacije temelji se na procesima nastanka heterogene faze iz homogenog sustava spajanjem molekula, iona ili atoma. Razlikuju se kemijska i fizikalna kondenzacija.

Kemijska kondenzacija temelji se na oslobađanju slabo topljive tvari kao rezultat kemijske reakcije. Za dobivanje nove faze koloidnog stupnja disperzije potreban je višak jednog od reagensa, upotreba razrijeđenih otopina i prisutnost stabilizatora u sustavu.

Tijekom fizikalne kondenzacije nastaje nova faza u plinovitom ili tekućem mediju u uvjetima prezasićenog stanja tvari. Kondenzacija uključuje stvaranje nove faze na postojećim površinama (stjenke posude, čestice stranih tvari – kondenzacijske jezgre) ili na površini jezgri koje spontano nastaju kao posljedica kolebanja gustoće i koncentracije tvari u sustavu. . U prvom slučaju, kondenzacija se naziva heterogena, u drugom - homogena. Kondenzacija se u pravilu događa na površini kondenzacijskih jezgri ili jezgri vrlo male veličine, pa je reaktivnost kondenzirane tvari veća od makrofaza u skladu s Kelvinovom jednadžbom kapilarne kondenzacije. Dakle, da se kondenzirana tvar ne bi vratila u prvobitnu fazu i da bi se kondenzacija nastavila, u sustavu mora postojati prezasićenje.

1.3. Klasifikacija disperznih sustava

Raspršeni sustavi se klasificiraju prema sljedećim kriterijima:

stupanj disperzije;

agregatno stanje disperzne faze i disperzijskog medija;

strukturna i mehanička svojstva;

priroda interakcije između disperzne faze i disperzijskog medija.

Klasifikacija prema stupnju disperzije

Ovisno o veličini čestica razlikuju se visoko disperzni, srednje disperzni i grubo disperzni sustavi (tablica 1.1).

Tablica 1.1

	čestice, m	disperznost
Visoko raspršena (koloidni sustavi)			Hidrosoli, aerosoli
Srednje raspršeno			Instant kava, šećer u prahu
Grubo	Više od 10 -5
Prava rješenja	Manje od 10 -9

Specifična površina čestica disperzne faze najveća je u visoko disperziranim sustavima; kada se prelazi na srednje i grubo disperzne sustave, specifična površina se smanjuje (slika 1.3). Kada je veličina čestice manja od 10 -9 m, sučelje između čestice i medija nestaje i nastaju molekularne ili ionske otopine (prave otopine).

Na temelju veličine čestica disperzne faze, jedan te isti proizvod može pripadati različitim disperznim sustavima. Na primjer, čestice vrhunskog pšeničnog brašna imaju veličinu (1-30)10 –6 m, tj. brašno ovog razreda istovremeno pripada srednje disperznom i grubom sustavu.

Klasifikacija prema agregatnom stanju

Disperzna faza i disperzni medij mogu biti u bilo kojem od tri agregatna stanja: kruto (S), tekuće (L) i plinovito (G).

Svaki disperzni sustav ima svoju oznaku i naziv: brojnik označava agregatno stanje disperzne faze, a nazivnik disperzijsko sredstvo. Moguće je osam opcija za disperzne sustave (tablica 1.2), budući da H/H sustav ne može biti heterogen.

Općenito se svi visokodisperzni koloidni sustavi nazivaju sols. Riječi sol dodaje se prefiks za karakterizaciju disperzijskog medija. Ako je disperzni medij čvrst – xerosoli, tekućina – liosoli(hidrosoli), plin – aerosoli.

Osim jednostavnih disperznih sustava, postoje i složeni disperzni sustavi koji se sastoje od tri ili više faza.

Na primjer, tijesto nakon gnječenja je složeni disperzni sustav koji se sastoji od čvrste, tekuće i plinovite faze. Može se prikazati kao sustav tipa T, G, F/T. Zrnca škroba, čestice ljuski zrna i nabubrene netopljive bjelančevine čine čvrstu fazu. U nevezanoj vodi otopljene su mineralne i organske tvari (proteini topljivi u vodi, dekstrini, šećeri, soli i dr.). Neki od proteina koji beskonačno bubre stvaraju koloidne otopine. Masnoća prisutna u tijestu je u obliku kapljica. Plinovita okolina nastaje zbog hvatanja mjehurića zraka tijekom gnječenja i tijekom procesa fermentacije.

Disperzni medij čokoladne mase je kakao maslac, a disperznu fazu čine čestice šećera u prahu i kakaove mase, odnosno čokoladna masa bez punila je složeni disperzni sustav T, T/F.

Složeni disperzni sustavi uključuju industrijske aerosole (smog), koji se sastoje od krute i tekuće faze raspoređene u plinovitom okruženju.

Tablica 1.2

Disperzivan	Raspršena	Raspršena	Naziv sustava,
			Koloidno stanje je nemoguće
			Tekući aerosoli: magla, dezodorans
			Čvrsti aerosoli, prašci: prašina, dim, šećer u prahu, kakao prah, mlijeko u prahu
			Pjene, plinske emulzije: gazirana voda, pivo, pjena (pivo, sapun)
			Emulzije: mlijeko, majoneza
			Solovi, suspenzije: metalni solovi, prirodni rezervoari, kakao masa, gorušica
			Čvrste pjene: plovućac, polistirenska pjena, sir, kruh, gazirana čokolada, marshmallows
			Kapilarni sustavi: ulje, voćni nadjevi
			Metalne legure, drago kamenje

Podjela prema strukturnim i mehaničkim svojstvima

razlikovati slobodno raspršene I kohezivno raspršena sustava.

U slobodno disperziranim sustavima čestice disperzne faze nisu međusobno povezane i slobodno se kreću cijelim volumenom sustava (liosol, razrijeđene suspenzije i emulzije, aerosoli, gotovo svi rasuti prahovi itd.).

U kohezivno disperznim sustavima čestice disperzne faze međusobno dodiruju tvoreći okvir koji ovim sustavima daje strukturna i mehanička svojstva - čvrstoću, elastičnost, plastičnost (gelovi, želei, čvrste pjene, koncentrirane emulzije itd.). Kohezivno raspršene prehrambene mase mogu biti u obliku poluproizvoda (tijesto, mljeveno meso) ili gotovih prehrambenih proizvoda (svježi sir, maslac, halva, marmelada, topljeni sir i dr.).

Klasifikacija prema prirodi interakcije

disperzna faza i disperzni medij

Svi disperzni sustavi tvore dvije velike skupine – liofilne i liofobne:

Liofilni (hidrofilni) disperzne sustave karakterizira značajna prevlast sila površinskog međudjelovanja disperzne i disperzne faze nad kohezivnim silama. Drugim riječima, ove sustave karakterizira visok afinitet disperzne faze i disperzijskog medija te, posljedično, niske vrijednosti površinske energije G pov Nastaju spontano i termodinamički su stabilni. Svojstva liofilnih disperznih sustava mogu pokazivati ​​otopine koloidnih tenzida (sapuni), otopine visokomolekularnih spojeva (proteini, polisaharidi), kritične emulzije, mikroemulzije i neki solovi.

Liofobni (hidrofobni) – sustavi u kojima je međumolekularna interakcija između čestice i medija mala. Takvi se sustavi smatraju termodinamički nestabilnima. Njihovo formiranje zahtijeva određene uvjete i vanjski utjecaj. Da bi se povećala stabilnost, u njih se uvode stabilizatori. Većina disperznih sustava hrane su liofobni.

Pitanja i zadaci za učvršćivanje gradiva

Navedite karakteristike disperznih sustava. Što je disperzna faza i disperzni medij u sljedećim sustavima: mlijeko, kruh, majoneza, maslac, tijesto?

Koji parametri karakteriziraju stupanj fragmentacije disperznih sustava? Kako se mijenja specifična površina kada se disperzna faza drobi?

Izračunajte specifičnu površinu (u m2/m3) kubičnih kristala šećera s duljinom ruba 210 -3 m.

Promjer kapljica ulja u umacima ovisi o načinu njihove pripreme. Kod ručnog mućkanja iznosi 210 -5 m, a kod strojnog miješanja - 410 -6 m. Za svaki slučaj odredite raspršenost i specifičnu površinu (m 2 /m 3) kapljica ulja. Izvedite zaključak o utjecaju veličine čestica na specifičnu površinu.

Odredite specifičnu površinu masnih kuglica i njihovu količinu u 1 kg mlijeka sa sadržajem masti od 3,2%. Promjer masnih kuglica je 8,510 -7 m, gustoća mliječne masti
900 kg/m3.

Što je uzrok višku površinske energije?

Što je površinska napetost? U kojim jedinicama se mjeri? Navedite čimbenike koji utječu na površinsku napetost.

Koje su poznate metode za proizvodnju disperznih sustava?

Po kojim kriterijima se klasificiraju disperzni sustavi? Podijelite disperzne sustave prema stupnju disperznosti i agregacijskom stanju faza.

Na temelju čega se disperzni sustavi dijele na liofobne i liofilne? Koja svojstva imaju ti sustavi? Navedite primjere.

Poglavlje2 . LIOFILIZIRANI DISPERZNI SUSTAVI

Najčešći i široko korišteni liofilni sustavi u prehrambenoj industriji su otopine koloidnih površinski aktivnih tvari i visokomolekularnih spojeva.

2.1. Otopine koloidnih surfaktanata

Koloidni su površinski aktivne tvari koje mogu stvarati micele u otopinama (od latinskog tinjca - sićušan) - suradnici koji se sastoje od velikog broja molekula (od 20 do 100). Površinski aktivne tvari s dugim ugljikovodičnim lancem koji sadrži 10-20 ugljikovih atoma imaju sposobnost stvaranja micela.

Zbog visokog stupnja povezanosti molekula između micele i disperzijskog medija pojavljuje se sučelje,
tj. Otopine micelarnih tenzida su heterogeni sustavi. No, unatoč heterogenosti i velikoj međufaznoj površini, oni su termodinamički stabilni. To je zbog činjenice da su molekule surfaktanta u micelama usmjerene polarnim skupinama prema polarnom mediju, što uzrokuje nisku međufaznu napetost. Stoga je površinska energija takvih sustava niska; to su tipični liofilni sustavi.

2.1.1. Podjela koloidnih površinski aktivnih tvari

po polarnim skupinama

Prema klasifikaciji usvojenoj na III. međunarodnom kongresu o surfaktantima koju je preporučila Međunarodna organizacija za standardizaciju (ISO) 1960. godine, koloidne tenzide dijelimo na anionske, kationske, neionske i amfoterne. Ponekad se također izoliraju tenzidi velike molekularne težine (polimeri), perfluorirani i organosilikonski tenzidi, međutim, na temelju kemijske prirode molekula, ti se tenzidi mogu klasificirati u jednu od gore navedenih klasa.

Anionski surfaktanti sadrže jednu ili više polarnih skupina u molekuli i disociraju u vodenoj otopini u obliku dugolančanih aniona, koji određuju njihovu površinsku aktivnost. Bolji su od svih drugih skupina tenzida u uklanjanju prljavštine s kontaktnih površina, što uvjetuje njihovu upotrebu u raznim deterdžentima.

Polarne skupine u anionskim površinski aktivnim tvarima su karboksilne, sulfatne, sulfonatne i fosfatne.

Veliku skupinu anionskih tenzida čine derivati ​​karboksilnih kiselina (sapuni). Najvažnije su soli alkalijskih metala zasićenih i nezasićenih masnih kiselina s brojem ugljikovih atoma 12-18, dobivene iz životinjskih masti ili biljnih ulja. Kada se koriste u optimalnim uvjetima, sapuni su idealni surfaktanti. Njihov glavni nedostatak je osjetljivost na tvrdu vodu, što je odredilo potrebu za stvaranjem sintetskih anionskih tenzida - alkilsulfonata, alkilbenzensulfonata itd.

Anionske tvari čine većinu svjetske proizvodnje surfaktanata. Glavni razlog popularnosti ovih surfaktanata je njihova jednostavnost i niski troškovi proizvodnje.

Kationski su površinski aktivne tvari čije se molekule disociraju u vodenoj otopini i tvore kation površinski aktivne tvari s dugim hidrofobnim lancem i anion - obično halid, ponekad anion sumporne ili fosforne kiseline. To uključuje amine različitih stupnjeva supstitucije, kvaterne amonijeve baze i druge baze koje sadrže dušik, kvaterne fosfonijeve i tercijarne sulfonijeve baze. Kationski tenzidi ne smanjuju površinsku napetost u tolikoj mjeri kao anionski, ali imaju dobru sposobnost adsorpcije na negativno nabijene površine - metale, minerale, plastiku, vlakna, stanične membrane, što je odredilo njihovu primjenu kao antikorozivnih i antistatičkih sredstava, disperzanata, kondicioneri, baktericidi i aditivi koji smanjuju zgrudnjavanje gnojiva.

Neionske tenzide ne disociraju na ione u vodi. Njihova topljivost je posljedica prisutnosti u molekulama hidrofilnih eterskih i hidroksilnih skupina, najčešće polietilen glikolnog lanca. Ovo je klasa površinski aktivnih tvari koja najviše obećava i koja se brzo razvija.

Neionski tenzidi, u usporedbi s anionskim i kationskim, manje su osjetljivi na soli koje uzrokuju tvrdoću vode. Ova vrsta surfaktanta čini deterdžent mekim, sigurnim i ekološki prihvatljivim (biorazgradivost neionskih tenzida je 100%). Neionske tenzide postoje samo u obliku tekućine ili paste, te ih stoga ne mogu sadržavati čvrsti deterdžent (sapuni, praškovi).

Amfoterne (amfolitske) tenzide sadrže obje vrste skupina u molekuli: kiselu (najčešće karboksilnu) i bazičnu (obično amino skupinu različitih stupnjeva supstitucije). Ovisno o pH okoliša, oni pokazuju svojstva kationskih površinski aktivnih tvari (na pH< 4), так и анионактивных (при рН 9-12). При
pH 4-9 mogu se ponašati kao neionski spojevi.

Ova vrsta surfaktanta uključuje mnoge prirodne tvari, uključujući aminokiseline i proteine.

Amfoterni surfaktanti odlikuju se vrlo dobrim dermatološkim svojstvima, ublažavaju učinak anionskih sastojaka za čišćenje, pa se često koriste u visokokvalitetnim šamponima i kozmetici.

Više detalja o klasifikaciji površinski aktivnih tvari i glavnim predstavnicima svake klase možete pronaći u.

2.1.2. Kritična koncentracija micela.
Struktura i svojstva micela tenzida. Solubilizacija

Koncentracija surfaktanta pri kojoj se micele pojavljuju u otopini naziva se kritična koncentracija micela(KKM). Struktura i svojstva micela surfaktanta određena su međumolekulskim interakcijama između komponenti sustava.

Većina eksperimentalnih podataka pokazuje da su micele u blizini CMC u vodenim otopinama sferične tvorevine i u slučaju kationskih i anionskih aktivnih i neionskih tenzida. Kada se micele formiraju u polarnom otapalu, na primjer, vodi, ugljikovodični lanci molekula surfaktanta spajaju se u kompaktnu jezgru, a hidratizirane polarne skupine okrenute prema vodenoj fazi tvore hidrofilni omotač (Sl. 2.1, A). Promjer takve micele jednak je dvostrukoj duljini molekule surfaktanta, a agregacijski broj (broj molekula u miceli) kreće se od 30 do 2000 molekula. Privlačne sile ugljikovodičnih dijelova molekula surfaktanta u vodi mogu se poistovjetiti s hidrofobnim interakcijama; odbijanje polarnih skupina ograničava rast micela. U nepolarnim otapalima, orijentacija molekula surfaktanta je suprotna, tj. ugljikovodični radikal okrenut je prema nepolarnoj tekućini (Sl. 2.1, b).

Postoji dinamička ravnoteža između molekula surfaktanta u adsorpcijskom sloju i u otopini, kao i između molekula tenzida uključenih u micele (slika 2.2).

Oblik micela i njihova veličina ne mijenjaju se u prilično širokom rasponu koncentracija. Međutim, s povećanjem sadržaja površinski aktivne tvari u otopini, počinje se pojavljivati ​​interakcija između micela i pri koncentracijama koje premašuju CMC 10 ili više puta, one postaju veće, prvo tvoreći cilindrične micele, a zatim pri većim koncentracijama - štapićaste, diskaste. te pločasti miceli s izraženom anizometrijom . Pri još višim koncentracijama surfaktanta u otopinama dolazi do pojave prostornih mreža i sustav postaje strukturiran.

CMC vrijednost je najvažnija karakteristika surfaktanta, ovisno o mnogim čimbenicima: duljini i stupnju grananja ugljikovodičnog radikala, prisutnosti nečistoća, pH otopine, omjeru između hidrofilnih i hidrofobnih svojstava tenzida. . Što je dulji ugljikovodični radikal i slabija polarna skupina, niža je CMC vrijednost. Kada je koncentracija površinski aktivne tvari viša od kritične koja odgovara CMC-u, fizikalno-kemijska svojstva se naglo mijenjaju i pojavljuje se krivulja svojstava-sastava. Stoga se većina metoda za određivanje CMC-a temelji na mjerenju bilo kojeg fizikalno-kemijskog svojstva - površinske napetosti, električne vodljivosti, indeksa loma, osmotskog tlaka itd. - i utvrđivanju koncentracije pri kojoj se opaža oštra promjena tog svojstva.

Dakle, izoterme površinske napetosti  otopine koloidnih površinski aktivnih tvari, umjesto uobičajenog glatkog gibanja opisanog jednadžbom Shishkovskog, u CCM-u se detektira pregib (slika 2.3). S daljnjim povećanjem koncentracije iznad CMC, vrijednosti površinske napetosti ostaju praktički nepromijenjene.

Krivulja specifične električne vodljivosti æ prema koncentraciji S ionski koloidni surfaktanti s CMC ima oštar prekid (Sl. 2.4).

Jedno od karakterističnih svojstava otopina koloidnih površinski aktivnih tvari povezanih s njihovom micelarnom strukturom je solubilizacija– otapanje u otopinama koloidnih površinski aktivnih tvari tvari koje su obično netopljive u određenoj tekućini. Mehanizam solubilizacije sastoji se u prodiranju nepolarnih molekula tvari dodanih otopini surfaktanta u nepolarnu jezgru micele (slika 2.5), ili obrnuto. U ovom slučaju, ugljikovodični lanci str razmiču, a volumen micele se povećava. Kao rezultat solubilizacije, ugljikovodične tekućine otapaju se u vodenim otopinama tenzida: benzin, kerozin, kao i masti koje su netopljive u vodi. Žučne soli – natrijev kolat i natrijev deoksikolat, koje otapaju i emulgiraju masti u crijevima – imaju izuzetno veliku solubilizirajuću aktivnost.

Solubilizacija je važan čimbenik u detergentnom djelovanju surfaktanata. Tipično, čestice zagađivača su hidrofobne i ne kvase se vodom. Stoga je čak i pri visokim temperaturama učinak čišćenja vode vrlo mali te se dodaju koloidni tenzidi da bi se on povećao. Kada deterdžent dođe u dodir s onečišćenom površinom, molekule surfaktanta formiraju adsorpcijski sloj na česticama prljavštine i površini koja se čisti. Molekule surfaktanta postupno prodiru između čestica prljavštine i površine, potičući odvajanje čestica prljavštine (slika 2.6). Onečišćenje ulazi u micel i više se ne može taložiti na površini koja se pere.