مستحلب Emulsion

المستحلب Emulsion 

تعريف المستحلب

يُعرَّف المستحلب على أنه مزيج من سائلين أو أكثر غير قابلين للمزج الطبيعي (غير قابلة للخلط مع بعضها البعض). و المستحـلبات عبارة عن نوع من أنواع عراونيات و التي هي مخاليط متجانسة تتكون من جزيئات أكبر من الجزيئات التي تشتت الضوء ، ولكنها صغيرة بما يكفي بحيث لا تنفصل. و تتكون المستحـلبات من جزأين: الطور المشتت و وسط التشتت (الطور المستمر).

تأتي كلمة مستحـلب من الكلمة اللاتينية emulgere ، والتي تعني “الحليب”. و الحليب عبارة عن مستحـلب من الدهون ومكونات أخرى مشتتة في الماء. و الاستحلاب Emulsification هو عملية تحويل خليط سائل إلى مستحـلب.

 

أنواع المستحلبات

تصنف المستحـلبات وفقًا لطبيعة الطور المشتت ووسط التشتت (وتسمى أيضًا وسط التشتت أو الطور المستمر):

• الزيت في الماء : يتكون مستحـلب (الزيت/في الماء) من الزيت (أو سائل غير قطبي آخر) مشتت في الماء. و يُعد الحليب مثالًا جيدًا على مستحـلب (الزيت/في الماء) ، لأنه يتكون من كريات دهنية (الطور مشتت) في الماء (وسط تشتت).
• الماء في الزيت : يتكون مستحـلب (الماء في الزيت) من الماء المشتت في الزيت. فالزبدة والسمن أمثلة على مستحـلبات (الماء في الزيت). كمية صغيرة من الماء مشتتة في حجم أكبر من الزيت.

أمثلة على المستحلبات

المستحلبات شائعة في مواد الطبخ والمنتجات اليومية. و الأمثله تشمل:

• الزيت والماء عند رجها بقوة
• صفار البيض (الماء والدهون مستحلب بواسطة الليسيثين)
• الزبدة (مستحلب من الماء في الدهون)
• المايونيز (الزيت في الماء المستقر بواسطة الليسيثين في صفار البيض)
• العديد من المرطبات (إما الزيت في الماء أو الماء في الزيت)
• كريما على اسبريسو (زيت القهوة في الماء)
• صوص هولنديز

 

و على الرغم من أن الجانب الحساس للضوء في فيلم التصوير الفوتوغرافي يسمى مستـحلبًا ، إلا أنه من الناحية الفنية ليس كذلك لأن الأطوار ليست سوائل. مستحـلب التصوير الفوتوغرافي هو هاليد الفضة في الجيلاتين.

 

خصائص المستحلبات

تبدو معظم المستحـلبات غائمة أو بيضاء لأن الطور المتداخل بين مكونات الخليط يشتت الضوء. وقد تظهر المستحـلبات المخففة باللون الأزرق الباهت بسبب تأثير تندال. فالحليب الخالي من الدسم هو مثال على المستـحلب المخفف. وتتكون المستحـلبات الدقيقة والمستحـلبات النانوية من جسيمات يقل قطرها عن 100 نانومتر ، وهي أصغر من أن تشتت الضوء و بالتالي قد تظهر هذه المستـحلبات شفافة.

و لأنها تتكون من سوائل ، تفتقر المسـتحلبات إلى البنية الداخلية المنظمة. و يتم توزيع القطرات بشكل متساوٍ إلى حد ما في جميع أنحاء وسط التشتت ، لكنها لا تبدو موحدة في الحجم تحت التكبير.

و لا تختلط مكونات المستـحلبات تلقائيًا. فالطاقة مطلوبة لتحقيق ذلك عادة ما تكون في شكل اهتزاز أو تقليب أو تجانس بالموجات فوق الصوتية. و إذا تم استخدام مسـتحلب ، فقد يشكل سائلين غير قابلين للامتزاج مسـتحلبًا ثابتًا لا ينفصل بمرور الوقت. وبخلاف ذلك ، تعود المستـحلبات في النهاية إلى مراحلها الأصلية.

 

المستحلبات وعوامل الاستحلاب

المُستَحلِب emulsifier أو عامل الاستحلاب أو هو مادة تثبت المستحـلب. يمكن أن يكون المستحـلب كاتيونيًا أو أنيونيًا أو غير قطبي ، ولكنه يحتوي على جزء محب للماء (غير قطبي) و كاره للماء (قطبي). وهذا يجعلها قابلة للذوبان في كل من الزيت والماء.

و ما إذا كان المستـحلب هو (زيت في ماء) أو (ماء في زيت) فليست مجرد مسألة أي مكون موجود بأكبر نسبة. يؤثر المُستَحلِب أيضًا على نوع المستحلَب الذي يتكون. و تسمح المستحلِبات التي تكون أكثر قابلية للذوبان في الماء منها في الزيت بأن يعمل الماء كوسيط تشتت ، مكونًا زيتًا في تشتت الماء. و تعد البروتينات والصابون والمنظفات من المستحـلبات الشائعة لصنع مستـحلبات (الزيت في الماء). المسـتحلبات الأكثر قابلية للذوبان في الزيت تشكل الماء في مستحـلبات الزيت. تشمل أمثلة هذه المواد الكحوليات طويلة السلسلة وأملاح الأحماض الدهنية المعدنية.

من أمثلة المستحلِبات الشائعة:

• ليسيثين الصويا
• صفار البيض (الذي يحتوي على الليسيثين)
• فوسفات الصوديوم
• السليلوز
• أحادي الجليسريد
• ثنائي الجليسيريد
• خردل
• DATEM (إستر حمض الأسيتيل الطرطريك أحادي الجليسريد)
• لاكتيلات ستيرييل الصوديوم  Sodium stearoyl lactylate

الفرق بين المسـتحلب والغرواني
في بعض الأحيان يتم استخدام الكلمتين “مسـتحلب” و “غرواني” بالتبادل ، لكنهما لا تعنيان نفس المعنى تمامًا. المسـتحلب هو نوع من الغروانية. و الغرواني ، بدوره ، هو نوع من الخليط المتجانس. فجميع المسـتحلبات عبارة عن غرويات ، ولكن ليست كل الغرويات عبارة عن مسـتحلبات. فالمستحلب عبارة عن مادة غروانية تكون فيها جميع الأطوار عبارة عن سوائل. هناك أنواع أخرى من الغروانيات ، يتم تحديدها وفقًا لمراحلها. على سبيل المثال ، الهباء الجوي عبارة عن مادة صلبة مشتتة في غاز (مثل الدخان) ، بينما تكون الرغوة كغاز مشتت في سائل (على سبيل المثال ، كريمة مخفوقة).

 

كيفية فصل مكونات المستحلب

تنفصل بعض المسـتحلبات من تلقاء نفسها ، لكن البعض الآخر مستقر إلى حد ما. و يمكن فصل المسـتحلَبات المصنوعة باستخدام المستحلِبات باستخدام درجة الحرارة والجاذبية. و تشمل تقنيات الفصل :

• التسخين
• التجميد
• الطرد المركزي

 

استخدامات المستحلب

للمستحلبات استخدامات عديدة و منها:

• في الطبخ ، تستخدم المستحلبات في الصلصات والآيس كريم والمخبوزات. بعض المكونات الخام عبارة عن مسـتحلبات ، بما في ذلك الحليب والزبدة والبيض.
• تستخدم المستحلبات في مستحضرات التجميل ومنتجات النظافة الشخصية والأدوية.
• يستخدم الغراء واللصق والطلاء المستحلبات لخلط المكونات غير المتشابهة.
  تقدم المستحلبات الدقيقة بعض اللقاحات.
• تقتل المستحلبات الدقيقة بعض مسببات الأمراض عن طريق تعطيل أغشية الخلايا.
• تستخدم بعض طفايات الحريق (للحرائق من الفئة ب) عوامل استحلاب لاحتجاز الأبخرة القابلة للاشتعال بالماء.
• تستخدم المستحلبات لصنع اللاتكس الاصطناعي والبوليمرات الأخرى.

 

 

للمزيد من التجارب الكيميائية السهلة و الشيقة الممتعة يرجى الضغط على الرابط الآتي: تجارب كيميائية سهلة و شيقة و ممتعة (10) Amazing Chemistry Experiments

 

بوسترات (لوحات) كيميائية بدقة عالية (أكثر من 25 لوحة) من تصميم الأستاذ أكرم أمير العلي

 

تطبيقات كيميائية من تصميم الأستاذ أكرم امير العلي متوفر للجوالات التي تعمل بنظام أندرويد android على سوق جوجل بلاي google play

1 – تطبيق ملصقات الجدول الدوري باللغة العربية : بطاقات تحتوي على معلومات شاملة و مختصرة في نفس الوقت كل عنصر على حدة (اللغة العربية).

https://play.google.com/store/apps/details?id=com.akramir2

 

المصادر:

• الموسوعة العلمية الكيميائية للأستاذ أكرم العلي
• www.sciencenotes.org
• Wikipedia