详解乳化和破乳

1.什么是乳化？

 

乳化的本质是让两种互不相溶的液体（比如油和水） 形成稳定的分散体系--其中一种液体以微小液滴的形式均匀分散在另一种液体中。

 

2.为什么油不溶于水？

 

①水是强极性分子，氧原子（O）的电负性（3.44）远大于氢（2.20），电子云在O-H键中显著偏向氧原子，使水分子一端带负电荷，另一端带正电荷。水分子之间正是通过这种极性形成氢键网络。

 

②油的主要成分是烃类（如烷烃、烯烃） ，由碳（电负性2.55）与氢（电负性2.20）组成。两者电负性差异很小，电子云分布几乎均匀，属于非极性分子。

 

非极性的油分子如果要进入水体系并实现溶解，必须 “挤开” 原本通过氢键紧密连接的水分子，为自己腾出空间。这个过程需要消耗能量打破部分水分子间的氢键，但油与水之间只能形成极弱的范德华力，键能远小于氢键。这种键能层面的“竞争”的结果，就是水分子更倾向于与其他水分子结合，油分子也更倾向与同类分子结合，从而降低了油和水的接触面积，表现为油不溶于水。

 

3.什么是乳化剂？

 

由于油和水天然不相容，要形成稳定的分散系就要借助乳化剂。乳化剂分子结构同时具备 “亲水端”和“亲油端”，能在油水界面起到桥梁作用。亲水端由极性基团（如-OH、-COOH⁻、-OSO₃Na 等）构成，可与水分子形成氢键或极性相互作用，而 “亲油端”则是非极性基团（如长碳链烃基），可通过范德华力与油分子结合。

 

比如油酸正丁酯硫酸酯钠盐（分子式为C22H44O6S·Na）是一种阴离子表面活性剂，常用作水溶性切削油的乳化剂。它的“母体”油酸的结构式为CH3（CH2）7CH＝CH（CH2)7COOH，是一个含有碳=碳的长链脂肪酸，属于亲油的长链烃。通过与正丁醇反应引入正丁酯基，保留了长链的亲油性，再与硫酸发生磺化反应，引入强亲水的磺酸钠基团（-OSO3Na）。分子结构中同时具备亲油的长烃链和亲水的磺酸钠基，能吸附在油-水界面，降低界面张力，使油滴稳定分散于水中形成乳化液。

 

4.什么是破乳？

 

破乳是乳化的逆过程，通过外界作用破坏乳化剂形成的稳定界面，让分散相（如油滴）和水发生相分离。破乳方法有物理法（加热、离心）和化学法（投加破乳剂）等。

 

 

针对油酸正丁酯磺酸钠的阴离子特性，可通过以下化学方式实现破乳：

①其亲水的磺酸钠基团（-OSO3Na）可以与钙离子（Ca2+）结合，生成难溶性的油酸正丁酯磺酸钙，使乳化剂以白色絮状或颗粒状从溶液中析出，失去乳化能力。

②向体系中投加带正电荷的反离子（如Fe3+、AI3+），与阴离子型乳化剂的负电荷发生中和，破坏其在油-水界面的吸附稳定性，进而实现破乳。

 

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