Metoda dispersată. Prepararea și purificarea sistemelor dispersate (DS). Prepararea solurilor prin metoda de înlocuire a solventului

Un sistem dispers este un sistem în care o substanță este distribuită în mediul alteia și există o limită de fază între particule și mediul de dispersie. Sistemele dispersate constau dintr-o fază dispersată și un mediu de dispersie.

Faza dispersată este particulele distribuite în mediu. Semnele sale: dispersie și intermitență.

Mediul de dispersie este mediul material în care se află faza dispersată. Semnul său este continuitatea.

Metoda de dispersie. Constă în zdrobirea mecanică a solidelor la o anumită dispersie; dispersie prin vibrații ultrasonice; dispersie electrică sub influența curentului alternativ și continuu. Pentru obținerea sistemelor dispersate prin metoda dispersiei se folosesc pe scară largă dispozitive mecanice: concasoare, mori, mortare, role, râșnițe de vopsea, scuturatoare. Lichidele sunt atomizate și pulverizate folosind duze, râșnițe, discuri rotative și centrifuge. Dispersia gazelor se realizează în principal prin barbotarea lor printr-un lichid. În polimerii spumă, betonul spumos și gipsul spumos, gazele sunt produse folosind substanțe care eliberează gaz la temperaturi ridicate sau în reacții chimice.

În ciuda utilizării pe scară largă a metodelor de dispersie, acestea nu pot fi utilizate pentru a obține sisteme de dispersie cu o dimensiune a particulelor de -100 nm. Astfel de sisteme sunt obținute prin metode de condensare.

Metodele de condensare se bazează pe procesul de formare a unei faze dispersate din substanțe în stare moleculară sau ionică. O cerință necesară pentru această metodă este crearea unei soluții suprasaturate din care să se obțină un sistem coloidal. Acest lucru poate fi realizat în anumite condiții fizice sau chimice.

Metode fizice de condensare:

1) răcirea vaporilor de lichide sau solide în timpul expansiunii adiabatice sau amestecarea acestora cu un volum mare de aer;

2) îndepărtarea treptată (evaporarea) a solventului din soluție sau înlocuirea acestuia cu un alt solvent în care substanța dispersată este mai puțin solubilă.

Astfel, condensarea fizică se referă la condensarea vaporilor de apă pe suprafața particulelor solide sau lichide din aer, ionilor sau moleculelor încărcate (ceață, smog).

Înlocuirea solventului are ca rezultat formarea unui sol atunci când se adaugă un alt lichid la soluția originală, care se amestecă bine cu solventul original, dar este un solvent slab pentru solut.

Metodele de condensare chimică se bazează pe efectuarea diferitelor reacții, în urma cărora o substanță nedizolvată este precipitată dintr-o soluție suprasaturată.

Condensarea chimică se poate baza nu numai pe reacții de schimb, ci și pe reacții redox, hidroliză etc.

Sistemele dispersate pot fi obținute și prin peptizare, care constă în transformarea sedimentelor, ale căror particule au deja dimensiuni coloidale, într-o „soluție” coloidală. Se disting următoarele tipuri de peptizare: peptizare prin spălarea sedimentului; peptizare cu surfactanți; peptizare chimică.

Din punct de vedere termodinamic, cea mai avantajoasă metodă este dispersia.

Metode de curățare:

1. Dializa - purificarea solurilor din impurități folosind membrane semipermeabile spălate cu un solvent pur.

2. Electrodializa – dializa accelerată de un câmp electric.

3. Ultrafiltrare – purificare prin presarea unui mediu de dispersie împreună cu impuritățile cu molecularitate scăzută printr-o membrană semipermeabilă (ultrafiltru).

Proprietățile molecular-cinetice și optice ale sistemelor dispersate: mișcarea browniană, presiunea osmotică, difuzia, echilibrul de sedimentare, analiza sedimentării, proprietățile optice ale sistemelor dispersate.

Toate proprietățile molecular-cinetice sunt cauzate de mișcarea spontană a moleculelor și se manifestă în mișcarea browniană, difuzie, osmoză și echilibru de sedimentare.

Mișcarea browniană este mișcarea continuă, haotică, la fel de probabilă în toate direcțiile a particulelor mici suspendate în lichide sau gaze datorită influenței moleculelor unui mediu de dispersie. Teoria mișcării browniene se bazează pe ideea interacțiunii unei forțe aleatorii, care caracterizează impactul moleculelor, o forță dependentă de timp și o forță de frecare atunci când particulele unei faze dispersate se mișcă într-un mediu dispersiv la un o anumită viteză.

Pe lângă mișcarea de translație, este posibilă și mișcarea de rotație, ceea ce este tipic pentru particulele bidimensionale de formă neregulată (fire, fibre, fulgi). Mișcarea browniană este cea mai pronunțată în sistemele foarte dispersate, iar intensitatea acesteia depinde de dispersie.

Difuzia este răspândirea spontană a unei substanțe dintr-o zonă de concentrație mai mare într-o zonă de concentrație mai mică. Se disting următoarele tipuri:

1.)moleculară

3) particule coloidale.

Rata de difuzie în gaze este cea mai mare, iar în solide este cea mai mică.

Presiunea osmotică este presiunea în exces deasupra unei soluții care este necesară pentru a preveni transferul solventului prin membrană. OD apare atunci când un solvent pur se deplasează către o soluție sau de la o soluție mai diluată către una mai concentrată și, prin urmare, este legată de concentrația solutului și a solventului. Presiunea osmotică este egală cu presiunea pe care o produce faza dispersată (solutul) dacă aceasta, sub formă de gaz, la aceeași temperatură, ar ocupa același volum ca și sistemul coloidal (soluția).

Sedimentarea este separarea sistemelor dispersate sub influența gravitației cu separarea fazei dispersate sub formă de sediment. Capacitatea sistemelor dispersate de a sedimenta este un indicator al stabilității lor de sedimentare. Procesele de separare sunt utilizate atunci când este necesară izolarea uneia sau a altei componente dintr-o componentă dintr-un produs natural sau preparat artificial, care este un sistem lichid eterogen. În unele cazuri, o componentă valoroasă este îndepărtată din sistem, în altele, impuritățile nedorite sunt îndepărtate. În alimentația publică, procesele de separare a sistemelor dispersate sunt necesare atunci când este necesar să se obțină băuturi limpezi, să limpezească bulionul și să-l elibereze de particulele de carne.

Comportamentul unui fascicul de lumină care întâlnește particule din faza dispersată pe calea sa depinde de raportul dintre lungimea de undă a luminii și dimensiunea particulelor. Dacă dimensiunea particulelor este mai mare decât lungimea de undă a luminii, atunci lumina este reflectată de la suprafața particulelor la un anumit unghi. Acest fenomen se observă în suspensii. Dacă dimensiunea particulei este mai mică decât lungimea de undă a luminii, atunci lumina este împrăștiată.

Src="http://present5.com/presentation/3/40492240_88526628.pdf-img/40492240_88526628.pdf-1.jpg" alt=">Metode de obţinere a sistemelor dispersate">!}

Src="http://present5.com/presentation/3/40492240_88526628.pdf-img/40492240_88526628.pdf-2.jpg" alt="> Sistemele dispersate sunt obținute cu setul necesar de proprietăți fizice și chimice (compoziție, stare de agregare,"> 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 de dispersie Metodele implică măcinarea unor mostre mari (macroscopice) date"> 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="> Mecanismul de reducere a durității este ca substanța adăugată (reductor de duritate) ) este adsorbită în"> 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="> Metodele de condensare se bazează pe asocierea moleculelor în agregate din adevărate solutii"> 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="> Mecanismul de condensare cuprinde etape: 1. Etapa de nucleare - apariția de nuclee (centre"> 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="> Reguli pentru obținerea sistemelor dispersate prin metode de condensare 1. Cu cât este mai mare grad"> 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 de condensare chimică Metodele se bazează pe formarea unei noi faze (p.m. ."> 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="> Exemple de reacții chimice utilizate pentru formarea sistemelor coloidale: 1. Reacții"> 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 de peptizare Peptizarea este o metodă bazată pe traducerea în"> 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 de purificare a sistemelor dispersate Solurile rezultate conțin adesea greutate moleculară mică impurități (străine"> 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!}

Metodele de condensare se bazează pe procesele de formare a unei noi faze prin combinarea moleculelor, ionilor sau atomilor într-un mediu omogen. Aceste metode pot fi împărțite în fizice și chimice.

Condens fizic. Cele mai importante metode fizice pentru producerea sistemelor dispersate sunt condensarea din vapori și înlocuirea solvenților. Cel mai evident exemplu de condensare din vapori este formarea de ceață. Când parametrii sistemului se modifică, în special când temperatura scade, presiunea vaporilor poate deveni mai mare decât presiunea de echilibru a vaporilor deasupra lichidului (sau deasupra solidului) și apare o nouă fază lichidă (solidă) în faza gazoasă. Ca urmare, sistemul devine eterogen - începe să se formeze ceață (fum). În acest fel, de exemplu, se obțin aerosoli de camuflaj, care se formează prin răcirea vaporilor de P2O5, ZnO și alte substanțe. Liosolurile sunt obținute prin procesul de condensare în comun a vaporilor de substanțe care formează o fază dispersată și un mediu de dispersie pe o suprafață răcită.

Metoda înlocuirii solventului este utilizată pe scară largă, bazată, ca și precedenta, pe o astfel de modificare a parametrilor sistemului în care potențialul chimic al componentei în mediul de dispersie devine mai mare decât cel de echilibru și tendința de trecere la un starea de echilibru duce la formarea unei noi faze. Spre deosebire de metoda de condensare a vaporilor (schimbarea temperaturii), in metoda de inlocuire a solventului se modifica compozitia mediului. Astfel, dacă o soluție moleculară saturată de sulf în alcool etilic este turnată într-un volum mare de apă, atunci soluția rezultată în amestecul alcool-apă este deja suprasaturată. Suprasaturarea va duce la agregarea moleculelor de sulf cu formarea de particule dintr-o nouă fază - dispersată.

Prin înlocuirea solventului se obțin soluri de sulf, fosfor, arsen, colofoniu, acetat de celuloză și multe substanțe organice prin turnarea în apă a soluțiilor de alcool sau acetonă ale acestor substanțe.

Condens chimic. Aceste metode se bazează și pe separarea prin condensare a unei noi faze dintr-o soluție suprasaturată. Totuși, spre deosebire de metodele fizice, substanța care formează faza dispersată apare ca urmare a unei reacții chimice. Astfel, orice reacție chimică care are loc odată cu formarea unei noi faze poate fi o sursă de obținere a unui sistem coloidal. Să dăm următoarele procese chimice ca exemple.

• 1. Recuperare. Un exemplu clasic al acestei metode este prepararea solului de aur prin reducerea acidului clorauric. Peroxidul de hidrogen poate fi utilizat ca agent reducător (metoda Zsigmondy):
• 2HauCl2+3H2O22Au+8HCl+3O2

Mai sunt cunoscuți și alți agenți reducători: fosfor (M. Faraday), tanin (W. Oswald), formaldehidă (R. Zsigmondy). De exemplu,

• 2KauO2+3HCHO+K2CO3=2Au+3HCOOK+KHCO3+H2O
• 2. Oxidarea. Reacțiile oxidative sunt larg răspândite în natură. Acest lucru se datorează faptului că în timpul ascensiunii topiturii magmatice și a gazelor, fazelor fluide și a apelor subterane separate de acestea, toate fazele mobile trec din zona proceselor de reducere la mare adâncime către zonele de reacții de oxidare din apropierea suprafeței. O ilustrare a acestui tip de proces este formarea unui sol de sulf în apele hidrotermale, cu agenți oxidanți (dioxid de sulf sau oxigen):
• 2H2S+O2=2S+2H2O

Un alt exemplu este procesul de oxidare și hidroliză a bicarbonatului de fier:

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

Solul de hidroxid de fier rezultat conferă apelor naturale o culoare roșu-brun și este sursa depunerilor brun-ruginiu în straturile inferioare ale solului.

• 3. Hidroliza. Răspândită în natură și importantă în tehnologie, formarea hidrosolilor în procesele de hidroliză a sărurilor. Procesele de hidroliză a sării sunt utilizate pentru tratarea apelor uzate (hidroxid de aluminiu obţinut prin hidroliza sulfatului de aluminiu). Suprafața specifică mare a hidroxizilor coloidali formați în timpul hidrolizei face posibilă adsorbția eficientă a impurităților - molecule de surfactant și ioni de metale grele.
• 4. Reacții de schimb. Această metodă se găsește cel mai adesea în practică. De exemplu, obținerea solului de sulfură de arsen:
• 2H3AsO3+3H2SAs2S3+6H2O,

Prepararea solului de iodură de argint:

AgNO3+KIagI+KNO3

În mod interesant, reacțiile de schimb fac posibilă obținerea solurilor în solvenți organici. În special, reacția a fost bine studiată

Hg(CN)2+H2SHgS+2HCN

Se efectuează prin dizolvarea Hg(CN)2 în alcool metilic, etilic sau propilic și trecerea hidrogenului sulfurat prin soluție.

Reacții bine cunoscute în chimia analitică, cum ar fi producerea de precipitate de sulfat de bariu sau clorură de argint

Na2S04 + BaCl2 BaS04 + 2NaCl

AgNO3 + NaCl AgCl + NaNO3

în anumite condiții conduc la producerea de soluri aproape transparente, ușor tulburi, din care ulterior pot apărea precipitații.

Astfel, pentru producerea prin condensare a solurilor, este necesar ca concentrația substanței în soluție să depășească solubilitatea, adică. solutia trebuie sa fie suprasaturata. Aceste condiții sunt comune atât pentru formarea unui sol foarte dispersat, cât și a unui sediment obișnuit în fază solidă. Totuși, în primul caz, trebuie îndeplinite condiții speciale, care, conform teoriei dezvoltate de Weymarn, constă în apariția simultană a unui număr imens de nuclee de fază dispersate. Embrionul trebuie înțeles ca o acumulare minimă a unei noi faze care este în echilibru cu mediul. Pentru a obține un sistem foarte dispersat, este necesar ca rata de formare a nucleării să fie mult mai mare decât rata de creștere a cristalelor. În practică, acest lucru se realizează prin turnarea unei soluții concentrate a unui component într-o soluție foarte diluată a altuia, cu agitare puternică.

Solii se formează mai ușor dacă, în timpul preparării lor, se introduc în soluții compuși speciali numiți substanțe protectoare sau stabilizatori. Săpunurile, proteinele și alți compuși sunt utilizați ca substanțe protectoare la prepararea hidrosolilor. Stabilizatorii sunt utilizați și la prepararea organosolurilor.

Există două abordări generale pentru obținerea disp. sisteme – dispersie și condensare. Metoda de dispersie se bazează pe măcinarea particulelor macroscopice la nanozități (1-100 nm).

Măcinarea mecanică nu este utilizată pe scară largă datorită consumului ridicat de energie. În practica de laborator, se folosește șlefuirea cu ultrasunete. În timpul măcinarii, două procese concurează: dispersia și agregarea particulelor rezultate. Raportul dintre ratele acestor procese depinde de durata măcinării, temperatură, natura fazei lichide și prezența stabilizatorilor (cel mai adesea agenți tensioactivi). Prin selectarea condițiilor optime, este posibil să se obțină particule de dimensiunea necesară, dar distribuția dimensiunii particulelor poate fi destul de largă.

Cea mai interesantă este dispersia spontană a corpurilor solide în faza lichidă. Un proces similar poate fi observat pentru substanțele cu o structură stratificată. În astfel de structuri, există o interacțiune puternică între atomii din interiorul stratului și o interacțiune slabă între straturi. De exemplu, sulfurile de molibden și tungsten, care au o structură stratificată, se dispersează spontan în acetonitril pentru a forma particule dublu stratificate de dimensiuni nanometrice. În acest caz, faza lichidă pătrunde între straturi, mărește distanța dintre straturi, iar interacțiunea dintre straturi slăbește. Sub influența vibrațiilor termice, nanoparticulele se desprind de pe suprafața fazei TV.

Metode de condensare sunt împărțite în fizice și chimice. Formarea nanoparticulelor are loc printr-o serie de stări de tranziție în timpul formării ansamblurilor intermediare, ducând la apariția unui nucleu al unei noi faze, creșterea lui spontană și apariția unei interfețe de fază fizică. Este important să se asigure o rată mare de formare a embrionilor și o rată scăzută de creștere.

Metodele fizice sunt utilizate pe scară largă pentru a obține particule de metal ultradisperse. Aceste metode sunt în esență metode de dispersie-condensare. În prima etapă, metalul este dispersat în atomi prin evaporare. Apoi, din cauza suprasaturarii vaporilor, are loc condensarea.

Metoda fasciculului molecular folosit pentru a produce acoperiri cu o grosime de aproximativ 10 nm. Materialul de alimentare dintr-o cameră cu diafragmă este încălzit la temperaturi ridicate în vid. Particulele evaporate, care trec prin diafragmă, formează un fascicul molecular. Intensitatea fasciculului și viteza de condensare a particulelor pe substrat pot fi modificate prin variarea temperaturii și a presiunii vaporilor deasupra materialului sursă.

Metoda aerosolului constă în evaporarea metalului într-o atmosferă rarefiată a unui gaz inert la temperatură scăzută, urmată de condensarea vaporilor. Folosind această metodă, s-au obținut nanoparticule de Au, Fe, Co, Ni, Ag, Al; oxizii, nitrururile, sulfurile acestora.

Sinteză criochimică se bazează pe condensarea atomilor de metal (sau a compușilor metalici) la temperatură scăzută într-o matrice inertă.

Condens chimic. O soluție coloidală de aur (roșu) cu dimensiunea particulelor a fost obținută în 1857 de Faraday. Acest sol este expus la British Museum. Stabilitatea sa se explică prin formarea EDL la interfața fază solidă-soluție și apariția unei componente electrostatice a presiunii disjunctive.

Adesea, sinteza nanoparticulelor se realizează în soluție în timpul reacțiilor chimice. Reacțiile de reducere sunt utilizate pentru a produce particule de metal. Ca agenți reducători se folosesc aluminiu și borohidruri, hipofosfiți etc.. De exemplu, un sol de aur cu o dimensiune a particulei de 7 nm se obține prin reducerea clorurii de aur cu borohidrură de sodiu.

Nanoparticulele de săruri sau oxizi metalici sunt obținute prin reacții de schimb sau hidroliză.

Agenții tensioactivi naturali și sintetici sunt utilizați ca stabilizatori.

Au fost sintetizate nanoparticule de compoziție mixtă. De exemplu, Cd/ZnS, ZnS/CdSe, TiO2/SiO2. Astfel de nanoparticule sunt obținute prin depunerea de molecule de un tip (înveliș) pe o nanoparticulă de alt tip (nucleu) sintetizată anterior.

Principalul dezavantaj al tuturor metodelor este distribuția largă a dimensiunilor nanoparticulelor. Una dintre metodele de reglare a dimensiunii nanoparticulelor este asociată cu producerea de nanoparticule în microemulsii inverse. În microemulsiile inverse, disfaza este apa, iar dismediul este uleiul. Mărimea picăturilor de apă (sau a altui lichid polar) poate varia mult în funcție de condițiile de producție și de natura stabilizatorului. O picătură de apă joacă rolul unui reactor în care se formează o nouă fază. Dimensiunea particulei rezultate este limitată de dimensiunea picăturii; forma acestei particule urmează forma picăturii.

Metoda sol-gel conţine următoarele etape: 1. prepararea unei soluţii iniţiale, conţinând de obicei alcoxizi metalici M(OR) n, unde M este siliciu, titan, zinc, aluminiu, staniu, ceriu etc., R este alcal sau arii; 2. formarea gelului datorită reacţiilor de polimerizare; 3. uscare; 4. tratament termic. Hidroliza se realizează în solvenți organici

M(OR)4+4H2OM(OH)4+4ROH.

Apoi are loc polimerizarea și formarea gelului

mM(OH)n(MO)2+2mH2O.

Metoda de peptizare. Există peptizare la spălarea sedimentului, peptizarea sedimentului cu un electrolit; peptizare cu surfactanți; peptizare chimică.

Peptizarea la spălarea sedimentului se reduce la îndepărtarea electrolitului din sediment care provoacă coagularea. În acest caz, grosimea EDL crește, forțele de repulsie ionic-electrostatică prevalează asupra forțelor de atracție intermoleculară.

Peptizarea sedimentului cu un electrolit este asociată cu capacitatea unuia dintre ionii electrolit de a fi adsorbiți pe particule, ceea ce favorizează formarea DES pe particule.

Peptizare cu surfactanți. Macromoleculele de surfactant, adsorbite pe particule, fie le conferă o încărcătură (agenți tensioactivi iogeni), fie formează o barieră de adsorbție-solvație care împiedică lipirea particulelor în sediment.

Peptizarea chimică are loc atunci când o substanță adăugată în sistem reacționează cu o substanță din precipitat. În acest caz, se formează un electrolit, care formează un DES pe suprafața particulelor.

1.2. Metode de obţinere a sistemelor dispersate

Există două metode cunoscute pentru producerea sistemelor dispersate. Într-una dintre ele, substanțele solide și lichide sunt măcinate fin (dispersate) într-un mediu de dispersie adecvat, în cealaltă, este cauzată formarea de particule de fază dispersate din molecule sau ioni individuali.

Se numesc metode de producere a sistemelor dispersate prin măcinarea particulelor mai mari dispersiv. Se numesc metode bazate pe formarea particulelor ca urmare a cristalizării sau condensării condensare.

Metoda de dispersie

Această metodă combină, în primul rând, metode mecanice în care depășirea forțelor intermoleculare și acumularea energiei de suprafață liberă în timpul procesului de dispersie are loc datorită lucrului mecanic extern asupra sistemului. Ca rezultat, solidele sunt zdrobite, abrazive, zdrobite sau despicate.

În condiții de laborator și industriale, procesele luate în considerare se desfășoară în concasoare, pietre de moară și mori de diferite modele. Morile cu bile sunt cele mai comune. Acestea sunt cilindri rotativi cu goluri în care sunt încărcate materialul zdrobit și bile de oțel sau ceramică. Pe măsură ce cilindrul se rotește, bilele se rostogolesc, abrazând materialul care este zdrobit. Mărunțirea poate apărea și ca urmare a impactului cu minge. Morile cu bile produc sisteme ale căror dimensiuni ale particulelor sunt într-un interval destul de larg: de la 2-3 la 50-70 microni. Un cilindru gol cu ​​bile poate fi pus într-o mișcare oscilativă circulară, ceea ce promovează strivirea intensivă a materialului încărcat sub influența mișcării complexe a corpurilor zdrobite. Acest dispozitiv se numește moara cu vibrații.

Dispersia mai fină se realizează în morile coloidale de diferite modele, al căror principiu de funcționare se bazează pe dezvoltarea forțelor de rupere într-o suspensie sau emulsie sub influența forței centrifuge într-un spațiu îngust între rotorul care se rotește la viteză mare și partea staționară. a dispozitivului - statorul. Particulele mari suspendate experimentează o forță de rupere semnificativă și sunt astfel dispersate.

Se poate obține o dispersie mare dispersie ultrasonică. Efectul dispersiv al ultrasunetelor este asociat cu cavitația - formarea și prăbușirea unei cavități într-un lichid. Lovirea cavităților este însoțită de apariția undelor de șoc de cavitație, care distrug materialul. S-a stabilit experimental că dispersia este direct dependentă de frecvența vibrațiilor ultrasonice. Dispersia cu ultrasunete este deosebit de eficientă dacă materialul este anterior măcinat fin. Emulsiile obținute prin metoda ultrasonică se caracterizează printr-o dimensiune uniformă a particulei fazei dispersate.

La zdrobire și măcinare, materialele sunt distruse, în primul rând, în locurile cu defecte de rezistență (macro și microfisuri). Prin urmare, pe măsură ce măcinarea progresează, rezistența particulelor crește, care este de obicei folosită pentru a crea materiale mai puternice. În același timp, o creștere a rezistenței materialelor pe măsură ce sunt zdrobite duce la un consum mare de energie pentru o dispersie ulterioară. Distrugerea materialelor poate fi facilitată prin utilizarea efectului Rebinder - reducerea adsorbției a rezistenței solidelor. Acest efect este de a reduce energia de suprafață cu ajutorul agenților tensioactivi, rezultând o deformare și distrugere mai ușoară a solidului. Reductoarele de duritate se caracterizează prin cantități mici care provoacă efectul Rebinder și specificitatea acțiunii. Aditivii care umezesc materialul ajuta mediul sa patrunda in defecte si, cu ajutorul fortelor capilare, faciliteaza si distrugerea solidului. Agenții de suprafață nu numai că contribuie la distrugerea materialului, ci și stabilizează starea dispersată, deoarece, acoperind suprafața particulelor, ei împiedică astfel să se lipească înapoi. Acest lucru ajută, de asemenea, la obținerea unei stări foarte dispersate.

De obicei, nu este posibil să se obțină o dispersie ridicată folosind metoda de dispersie. Sistemele de dispersie obținute prin metode de dispersie sunt făina, tărâțe, aluat, zahăr pudră, cacao (penițe, pudră), ciocolată, praline, masele de marțipan, piureuri de fructe și fructe de pădure, suspensii, emulsii, mase de spumă.

Metoda de condensare

Metoda de condensare se bazează pe procesele de apariție a unei faze eterogene dintr-un sistem omogen prin combinarea de molecule, ioni sau atomi. Se face o distincție între condensarea chimică și cea fizică.

Condens chimic se bazează pe eliberarea unei substanțe ușor solubile ca urmare a unei reacții chimice. Pentru a obține o nouă fază de grad de dispersie coloidală, este necesar un exces de unul dintre reactivi, utilizarea soluțiilor diluate și prezența unui stabilizator în sistem.

În timpul condensării fizice, se formează o nouă fază într-un mediu gazos sau lichid în condițiile unei stări suprasaturate a substanței. Condensarea presupune formarea unei noi faze pe suprafețele existente (pereții unui vas, particule de substanțe străine - nuclee de condensare) sau pe suprafața nucleelor ​​care apar spontan ca urmare a fluctuațiilor densității și concentrației unei substanțe în sistem. . În primul caz, condensarea se numește eterogen, în al doilea - omogen. De regulă, condensarea are loc pe suprafața nucleelor ​​de condensare sau a nucleelor ​​de dimensiuni foarte mici, astfel încât reactivitatea substanței condensate este mai mare decât macrofazele în conformitate cu ecuația Kelvin a condensării capilare. Prin urmare, pentru ca substanța condensată să nu revină la faza inițială și condensarea să continue, trebuie să existe suprasaturare în sistem.

1.3. Clasificarea sistemelor disperse

Sistemele dispersate sunt clasificate după următoarele criterii:

gradul de dispersie;

starea de agregare a fazei dispersate și a mediului de dispersie;

proprietăți structurale și mecanice;

natura interacțiunii dintre faza dispersată și mediul de dispersie.

Clasificare după gradul de dispersie

În funcție de dimensiunea particulelor, se disting sisteme cu dispersie mare, dispersie medie și dispersate grosier (Tabelul 1.1).

Tabelul 1.1

	particule, m	Dispersitate
Foarte dispersat (sisteme coloidale)			hidrosoli, aerosoli
Mediu dispersat			Cafea instant, zahar pudra
Aspru	Mai mult de 10 -5
Soluții adevărate	Mai puțin de 10 -9

Suprafața specifică a particulelor din faza dispersată este maximă în sistemele foarte dispersate; atunci când treceți la sisteme dispersate medii și grosier, aria suprafeței specifică scade (Fig. 1.3). Când dimensiunea particulelor este mai mică de 10 -9 m, interfața dintre particule și mediu dispare și se formează soluții moleculare sau ionice (soluții adevărate).

Pe baza dimensiunii particulelor fazei dispersate, unul și același produs poate aparține unor sisteme dispersate diferite. De exemplu, particulele de făină de grâu premium au o dimensiune de (1-30)10 –6 m, adică făina de acest grad aparține simultan sistemelor cu dispersie medie și grosieră.

Clasificarea după starea de agregare

Faza dispersată și mediul de dispersie pot fi în oricare dintre cele trei stări de agregare: solid (S), lichid (L) și gazos (G).

Fiecare sistem de dispersie are propria sa denumire și nume: numărătorul indică starea agregată a fazei dispersate, iar numitorul indică mediul de dispersie. Sunt posibile opt opțiuni pentru sistemele dispersate (Tabelul 1.2), deoarece sistemul H/H nu poate fi eterogen.

În general, toate sistemele coloidale foarte dispersate sunt numite soluri. Un prefix este adăugat cuvântului sol pentru a caracteriza mediul de dispersie. Dacă mediul de dispersie este solid - xerosoli, lichid - liosolurile(hidrosoli), gaze – aerosoli.

Pe lângă sistemele dispersate simple, există și sisteme dispersate complexe care constau din trei sau mai multe faze.

De exemplu, aluatul după frământare este un sistem complex de dispersie format din faze solide, lichide și gazoase. Poate fi reprezentat ca un sistem de tip T, G, F/T. Boabele de amidon, particulele de coji de cereale și proteinele insolubile umflate formează faza solidă. Substantele minerale si organice (proteine ​​solubile in apa, dextrine, zaharuri, saruri etc.) se dizolva in apa nelegata. Unele dintre proteinele care se umflă la infinit formează soluții coloidale. Grăsimea prezentă în aluat este sub formă de picături. Mediul gazos se formează datorită captării bulelor de aer în timpul frământării și în timpul procesului de fermentație.

Mediul de dispersie al masei de ciocolată este untul de cacao, iar faza dispersată constă din particule de zahăr pudră și masă de cacao, adică masa de ciocolată fără umplutură este un sistem complex de dispersie T, T/F.

Sistemele complexe de dispersie includ aerosoli industriali (smog), constând din faze solide și lichide distribuite într-un mediu gazos.

Tabelul 1.2

Dispersiv	Dispersat	Dispersat	Nume sistem,
			Starea coloidală este imposibilă
			Aerosoli lichizi: ceață, deodorant
			Aerosoli solizi, pulberi: praf, fum, zahar pudra, cacao pudra, lapte praf
			Spume, emulsii gazoase: apă carbogazoasă, bere, spumă (bere, săpun)
			Emulsii: lapte, maioneza
			Soluri, suspensii: soluri metalice, rezervoare naturale, masa de cacao, mustar
			Spume solide: piatră ponce, spumă de polistiren, brânză, pâine, ciocolată gazoasă, bezele
			Sisteme capilare: ulei, umpluturi de fructe
			Aliaje metalice, pietre pretioase

Clasificare după proprietăți structurale și mecanice

Distinge dispersat liberȘi dispersate coeziv sisteme.

În sistemele liber dispersate, particulele din faza dispersată nu sunt conectate între ele și se mișcă liber în întregul volum al sistemului (liosoluri, suspensii și emulsii diluate, aerosoli, aproape toate pulberile în vrac etc.).

În sistemele dispersate coeziv, particulele din faza dispersată intră în contact între ele, formând un cadru care conferă acestor sisteme proprietăți structurale și mecanice - rezistență, elasticitate, plasticitate (geluri, jeleuri, spume solide, emulsii concentrate etc.). Masele alimentare dispersate coeziv pot fi sub formă de produse intermediare (aluat, carne tocată) sau produse alimentare finite (brânză de vaci, unt, halva, marmeladă, brânză prelucrată etc.).

Clasificarea după natura interacțiunii

fază dispersată și mediu de dispersie

Toate sistemele dispersate formează două grupuri mari - liofile și liofobe:

Liofilă (hidrofil) sistemele dispersate se caracterizează printr-o predominanță semnificativă a forțelor de interacțiune de suprafață a fazelor dispersate și dispersate asupra forțelor de coeziune. Cu alte cuvinte, aceste sisteme se caracterizează prin afinitate mare a fazei dispersate și a mediului de dispersie și, în consecință, valori scăzute ale energiei de suprafață. G pov Se formează spontan și sunt stabile termodinamic. Proprietățile sistemelor dispersate liofile pot fi prezentate prin soluții de agenți tensioactivi coloidali (săpunuri), soluții de compuși cu greutate moleculară mare (proteine, polizaharide), emulsii critice, microemulsii și unele soluri.

Liofob (hidrofob) – sisteme în care interacțiunea intermoleculară dintre particule și mediu este mică. Astfel de sisteme sunt considerate instabile termodinamic. Formarea lor necesită anumite condiții și influență externă. Pentru a crește stabilitatea, în ele se introduc stabilizatori. Majoritatea sistemelor de dispersie a alimentelor sunt liofobe.

Întrebări și sarcini pentru consolidarea materialului

Numiți trăsăturile caracteristice ale sistemelor disperse. Care este faza dispersată și mediul de dispersie în următoarele sisteme: lapte, pâine, maioneză, unt, aluat?

Ce parametri caracterizează gradul de fragmentare a sistemelor disperse? Cum se modifică suprafața specifică atunci când faza dispersată este zdrobită?

Calculați suprafața specifică (în m2/m3) a cristalelor de zahăr cubic cu lungimea marginii de 210 -3 m.

Diametrul picăturilor de ulei din sosuri depinde de metoda de preparare a acestora. Cu agitare manuală este de 210 -5 m, iar cu amestecarea la mașină - 410 -6 m. Determinați dispersia și suprafața specifică (m 2 /m 3) a picăturilor de ulei pentru fiecare caz. Trageți o concluzie despre efectul dimensiunii particulelor asupra suprafeței specifice.

Determinați suprafața specifică a globulelor de grăsime și cantitatea acestora în 1 kg de lapte cu un conținut de grăsime de 3,2%. Diametrul globulelor de grăsime este de 8,510 -7 m, densitatea grăsimii din lapte.
900 kg/m3.

Care este cauza excesului de energie de suprafață?

Ce este tensiunea superficială? In ce unitati se masoara? Numiți factorii care influențează tensiunea superficială.

Care sunt metodele cunoscute pentru producerea sistemelor dispersate?

După ce criterii sunt clasificate sistemele disperse? Dați o clasificare a sistemelor disperse în funcție de gradul de dispersie și starea de agregare a fazelor.

Pe ce bază sunt împărțite sistemele dispersate în liofobe și liofile? Ce proprietăți au aceste sisteme? Dă exemple.

Capitol2 . SISTEME DISPERSE LIOFILIZATE

Cele mai comune și utilizate pe scară largă sisteme liofile în industria alimentară sunt soluțiile de agenți tensioactivi coloidali și compușii cu molecul mare.

2.1. Soluții de agenți tensioactivi coloidali

Coloidal sunt surfactanți capabili să formeze micelii în soluții (din latină mica - minuscul) - asociați formați dintr-un număr mare de molecule (de la 20 la 100). Surfactanții cu un lanț lung de hidrocarburi care conține 10-20 atomi de carbon au capacitatea de a forma micelii.

Datorită gradului ridicat de asociere a moleculelor între micelă și mediul de dispersie, apare o interfață,
adică soluțiile de surfactant micelari sunt sisteme eterogene. Dar, în ciuda eterogenității și a suprafeței mari de interfață, acestea sunt stabile termodinamic. Acest lucru se datorează faptului că moleculele de surfactant din micelii sunt orientate de grupuri polare către mediul polar, ceea ce determină tensiune interfacială scăzută. Prin urmare, energia de suprafață a unor astfel de sisteme este scăzută; acestea sunt sisteme liofile tipice.

2.1.1. Clasificarea surfactanților coloidali

prin grupuri polare

Conform clasificării adoptate la cel de-al III-lea Congres Internațional de Surfactanți și recomandată de Organizația Internațională de Standardizare (ISO) în 1960, surfactanții coloidali se împart în anionici, cationici, neionici și amfoteri. Uneori sunt izolați și agenți tensioactivi cu molecule înalte (polimeri), perfluorurați și organosilici, cu toate acestea, pe baza naturii chimice a moleculelor, acești agenți tensioactivi pot fi clasificați într-una din clasele de mai sus.

Surfactanții anionici conțin una sau mai multe grupări polare în moleculă și se disociază într-o soluție apoasă pentru a forma anioni cu lanț lung, care determină activitatea lor de suprafață. Sunt mai buni decât toate celelalte grupuri de agenți tensioactivi în îndepărtarea murdăriei de pe suprafețele de contact, ceea ce determină utilizarea lor într-o varietate de detergenți.

Grupările polare din agenții tensioactivi anionici sunt carboxil, sulfat, sulfonat și fosfat.

Un grup mare de surfactanți anionici sunt derivați ai acizilor carboxilici (săpunuri). Cele mai importante sunt sărurile de metale alcaline ale acizilor grași saturați și nesaturați cu un număr de atomi de carbon de 12-18, obținute din grăsimi animale sau uleiuri vegetale. Când sunt utilizate în condiții optime, săpunurile sunt agenți tensioactivi ideali. Principalul lor dezavantaj este sensibilitatea la apa dură, ceea ce a determinat necesitatea creării de surfactanți anionici sintetici - alchilsulfonați, alchilbenzensulfonați etc.

Substanțele anionice reprezintă cea mai mare parte a producției mondiale de surfactanți. Principalul motiv pentru popularitatea acestor agenți tensioactivi este simplitatea lor și costurile de producție reduse.

Cationic sunt surfactanți ale căror molecule se disociază într-o soluție apoasă pentru a forma un cation surfactant cu un lanț hidrofob lung și un anion - de obicei o halogenură, uneori un anion de acid sulfuric sau fosforic. Acestea includ amine cu diferite grade de substituție, baze de amoniu cuaternar și alte baze care conțin azot, baze de fosfoniu cuaternar și sulfoniu terțiar. Agenții tensioactivi cationici nu reduc tensiunea superficială la fel de mult ca cei anionici, dar au o bună capacitate de adsorbție pe suprafețele încărcate negativ - metale, minerale, materiale plastice, fibre, membrane celulare, ceea ce a determinat utilizarea lor ca agenți anticorozivi și antistatici, dispersanți, balsam, bactericide și aditivi care reduc aglomerarea îngrășămintelor.

Surfactanți neionici nu se disociază în ioni în apă. Solubilitatea lor se datorează prezenței în molecule de eter hidrofil și grupări hidroxil, cel mai adesea lanțul de polietilen glicol. Aceasta este clasa de surfactanți cea mai promițătoare și cu cea mai rapidă dezvoltare.

Agenții tensioactivi neionici, în comparație cu cei anionici și cationici, sunt mai puțin sensibili la sărurile care cauzează duritatea apei. Acest tip de surfactant face detergentul moale, sigur și prietenos cu mediul (biodegradabilitatea agenților tensioactivi neionici este de 100%). Surfactanții neionici există numai sub formă lichidă sau pastă și, prin urmare, nu pot fi conținute în detergenți solizi (săpunuri, pulberi).

Agenții tensioactivi amfoteri (amfolitici) conțin ambele tipuri de grupări în moleculă: acide (cel mai adesea carboxil) și bazice (de obicei o grupare amino cu diferite grade de substituție). În funcție de pH-ul mediului, aceștia prezintă proprietăți ca agenți tensioactivi cationici (la pH< 4), так и анионактивных (при рН 9-12). При
pH 4-9 se pot comporta ca compuși neionici.

Acest tip de surfactant include multe substanțe naturale, inclusiv aminoacizi și proteine.

Surfactanții amfoteri se caracterizează prin proprietăți dermatologice foarte bune, înmoaie efectul ingredientelor de curățare anionice și, prin urmare, sunt adesea utilizați în șampoane și produse cosmetice de înaltă calitate.

Mai multe detalii despre clasificarea agenților tensioactivi și reprezentanții principali ai fiecărei clase pot fi găsite în.

2.1.2. Concentrația micelică critică.
Structura și proprietățile micelilor de surfactant. Solubilizarea

Se numește concentrația de surfactant la care apar miceliile în soluție concentrația micelică critică(KKM). Structura și proprietățile micelilor de surfactant sunt determinate de interacțiunile intermoleculare dintre componentele sistemului.

Majoritatea datelor experimentale indică faptul că în apropierea CMC în soluții apoase, miceliile sunt formațiuni sferice atât în ​​cazul surfactanților activi cationici și anionici, cât și neionici. Când miceliile se formează într-un solvent polar, de exemplu, apă, lanțurile de hidrocarburi ale moleculelor de surfactant sunt combinate într-un miez compact, iar grupările polare hidratate care se confruntă cu faza apoasă formează o înveliș hidrofilă (Fig. 2.1, A). Diametrul unei astfel de micele este egal cu de două ori lungimea moleculei de surfactant, iar numărul de agregare (numărul de molecule din micelă) variază de la 30 la 2000 de molecule. Forțele atractive ale părților de hidrocarburi ale moleculelor de surfactant în apă pot fi identificate cu interacțiuni hidrofobe; respingerea grupelor polare limitează creșterea micelilor. În solvenții nepolari, orientarea moleculelor de surfactant este opusă, adică radicalul de hidrocarbură este în fața lichidului nepolar (Fig. 2.1, b).

Există un echilibru dinamic între moleculele de surfactant din stratul de adsorbție și din soluție, precum și între moleculele de surfactant incluse în micelii (Fig. 2.2).

Forma micelilor și dimensiunile lor nu se schimbă într-un interval de concentrație destul de larg. Cu toate acestea, odată cu creșterea conținutului de surfactant în soluție, începe să apară interacțiunea dintre micelii și la concentrații care depășesc CMC de 10 sau mai multe ori, acestea devin mai mari, formând mai întâi micelii cilindrice, iar apoi la concentrații mai mari - în formă de tijă, în formă de disc. și micelii în formă de placă cu anizometrie pronunțată . La concentrații și mai mari de surfactant în soluții, apar rețele spațiale și sistemul devine structurat.

Valoarea CMC este cea mai importantă caracteristică a unui surfactant, în funcție de mulți factori: lungimea și gradul de ramificare a radicalului de hidrocarbură, prezența impurităților, pH-ul soluției, raportul dintre proprietățile hidrofile și hidrofobe ale surfactantului. . Cu cât radicalul de hidrocarbură este mai lung și cu cât gruparea polară este mai slabă, cu atât valoarea CMC este mai mică. Când concentrația de surfactant este mai mare decât cea critică corespunzătoare CMC, proprietățile fizico-chimice se modifică brusc și apare o îndoire în curba proprietăți-compoziție. Prin urmare, majoritatea metodelor de determinare a CMC se bazează pe măsurarea oricărei proprietăți fizico-chimice - tensiune superficială, conductivitate electrică, indice de refracție, presiune osmotică etc. - și stabilirea concentrației la care se observă o modificare bruscă a acestei proprietăți.

Astfel, izotermele tensiunii superficiale  soluții de agenți tensioactivi coloidali, în loc de mișcarea lină obișnuită descrisă de ecuația Shishkovsky, este detectată o îndoire în CCM (Fig. 2.3). Cu o creștere suplimentară a concentrației peste CMC, valorile tensiunii superficiale rămân practic neschimbate.

Curba conductibilității electrice specifice æ în funcție de concentrație Cu surfactanții coloidali ionici cu CMC are o rupere ascuțită (Fig. 2.4).

Una dintre proprietățile caracteristice ale soluțiilor de surfactanți coloidali asociate cu structura lor micelară este solubilizarea– dizolvarea în soluții de surfactanți coloidali a unor substanțe care sunt de obicei insolubile într-un lichid dat. Mecanismul de solubilizare constă în pătrunderea moleculelor nepolare de substanțe adăugate la soluția de surfactant în miezul nepolar al micelei (fig. 2.5), sau invers. În acest caz, lanțurile de hidrocarburi p se depărtează, iar volumul micelului crește. Ca urmare a solubilizării, lichidele de hidrocarburi se dizolvă în soluții apoase de surfactant: benzină, kerosen, precum și grăsimi care sunt insolubile în apă. Sărurile biliare – colatul de sodiu și deoxicolat de sodiu, care solubilizează și emulsionează grăsimile din intestine – au o activitate de solubilizare excepțional de mare.

Solubilizarea este un factor important în acțiunea detergentă a agenților tensioactivi. De obicei, particulele poluante sunt hidrofobe și nu sunt umezite de apă. Prin urmare, chiar și la temperaturi ridicate, efectul de curățare al apei este foarte mic și se adaugă agenți tensioactivi coloidali pentru a-l crește. Când un detergent intră în contact cu o suprafață contaminată, moleculele de surfactant formează un strat de adsorbție pe particulele de murdărie și pe suprafața care este curățată. Moleculele de surfactant pătrund treptat între particulele de murdărie și suprafață, favorizând desprinderea particulelor de murdărie (Fig. 2.6). Contaminantul intră în micelă și nu se mai poate depune pe suprafața de spălat.