Ảnh hưởng của tỷ trọng hai pha của nhũ tương thuốc

Nhũ tương càng dễ hình thành và vững bền khi hai pha có tỷ trong gắn bằng nhau (nói cách khác là hiệu số tỷ trọng giữa chúng càng gần bằng không).

Ngược lại nếu hai pha có tỷ trọng khác nhau, nhũ tương thu được sẽ không vững bền và tùy theo pha phân tán có tỷ trọng nhỏ hơn hay lớn hơn tỷ trọng của môi trường phân tán, các tiểu phân của pha phân tán sẽ nổi lên bề mặt hoặc lắng xuống đáy bình đựng nhũ tương. Điều này xảy ra càng nhanh khi sự khác nhau về tỉ trọng giữa hai pha càng lớn.

Ví dụ: Nhũ tương thu được bằng cách lắc dầu với nước hoặc bromoíorm với nước thường không vững bền. Ngay sau khi ngừng lắc, trong nhũ tương thứ nhất dầu tách ra nổi lên bề mặt, còn nhũ tương thứ hai bromoíbrm lắng xuống đáy chai vì dầu có tỷ trọng nhỏ hơn nước, còn bromoíbrm có tỷ trọng lớn hơn nước.

Nhưng nếu lắc dầu hướng dương với cồn 60° ta sẽ thu được một nhũ tương bền vì hai chất lỏng này có tỷ trọng gần như nhau.

Hiện tượng tách riêng hai pha trong nhũ tương có thể giải thích như sau: Mỗi tiểu phân của pha phân tán trong nhũ tương chịu tác dụng của hai lực ngược chiều nhau: trọng lực kéo xuống và lực đẩy Archimede. Biết tỷ trọng của pha phân tán (d,). của môi trường phân tán (d₂) và thể tích của tiểu phân phân tán (V) sẽ có thể suy ra trọng lực của tiểu phân và lực đẩy Archimede.

Và lực hợp thành:                            R = G-P = V(d,-dSg

Như vậy:

• Nếu d,>d₂ tiểu phân phân tán sẽ lắng xuống với một tốc độ càng nhanh khi hiệu số d1- d₂ càng lớn.
• Nếu dj < d₂ tiểu phân tán sẽ nổi lên bề mặt.
• Nếu d, = d₂ tiểu phân tán sẽ ở trạng thái cân bằng bất định và nhũ tương thu được trong trường hợp này sẽ vững bền.

Hệ thức sau đây của chúng cũng phản ánh một cách tóm tắt một số yếu tố ảnh hưởng đến sự bền vững của nhũ tương (hệ phân tán cơ học) vừa được phồng tích ở trên:

y _ 2r (d_ì — d₂ )ễ

■          9 rj

Trong đó:

V: vận tốc tách các tiểu phân pha phân tán khỏi môi trường phân tán

d,: tỷ trọng của pha phân tán

d₂: tỷ trọng của môi trường phân tán

r : bán kính của tiểu phân pha phân tán

rị: độ nhớt của môi trường phân tán

g: gia tốc trọng trường

Nhũ tương càng bền vững khi vận tốc của các tiểu phân pha phân tán càng nhỏ. Do đó từ hệ thức trên ta có thể rút ra rằng nhũ tương càng ổn định vững bền khi kích thước tiểu phân pha phân tán và hiệu số tỷ trọng giữa hai pha càng nhỏ, độ nhớt của môi trường phân tán càng lớn. Tuy nhiên hệ thức trên chỉ đúng khi các tiêu phân phân tán có kích thước rất đều nhau và có dạng hình cầu.