A Otimização e Propriedades de uma Emulsão

Laboratório de Química Aplicada

1. Procedimento Experimental

Este experimento teve como objetivo unir técnicas a fim de se observar e determinar a

estabilidade das emulsões, utilizando diferentes surfactantes e aditivos na formulação e um

planejamento experimental fatorial 23

com replicata de 4 pontos centrais.

Entre os surfactantes e aditivos disponibilizados, foram escolhidos o surfactante SDS 5%, e os

aditivos Glicerina e Triton X-100, e a partir disso, foram escolhidos os valores de cada nível (nível

alto (+); nivel médio (0); nível baixo (-)) conforme a Tabela 1.

Tabela 1. Variáveis escolhidas e seus respectivos níveis.

Variáveis/Níveis - 0 +

SDS 1,0 mL 2,0 mL 3,0 mL

Glicerina 0 gotas 4 gotas 8 gotas

Triton X-100 0 gotas 2 gotas 4 gotas

As soluções foram preparadas conforme a Tabela 2 e submetidas a agitação em Vórtex por 30

segundos, cronometrando em seguida o tempo necessário para que a emulsão fosse quebrada.

Tabela 2. Resultados obtidos no planejamento fatorial.

SDS (S) Glicerina

(A1)

Triton X

- 100 (A2)

Interação

S/A1

Interação

S/A2

Interação

A1/A2

Interação

S/A1/A2

Tempo

(s)

1 - - - + + + - 11,28

2 + - - - - + + 19,27

3 - + - - + - + 9,09

4 + + - + - - - 13,17

5 - - + + - - + 25,60

6 + - + - + - - 31,19

7 - + + - - + - 24,68

8 + + + + + + + 24,20

9 0 0 0 0 0 0 0 21,77

10 0 0 0 0 0 0 0 19,23

11 0 0 0 0 0 0 0 19,49

12 0 0 0 0 0 0 0 20,02

2. Resultados e discussão

As emulsões estão presentes ao nosso redor nas mais variadas formas, podem ser encontradas

no ramo alimentício, cosméticos, produtos de higiene e limpeza e tantos outros, desta forma se torna

extremamente importante o estudo da estabilidade das emulsões.

Uma emulsão é o resultado de duas fases não miscíveis que através de surfactantes e aditivos

formam uma fase homogênea. No geral, a diferença de densidade entre as fases faz com que haja

migração das gotículas e assim ocorra a separação das fases, portanto sem os agentes necessários,

após a agitação a emulsão retorna à sua condição original. Elas podem ser divididas em dois tipos:

emulsões óleo/água ou água/óleo. O que fará essa distinção é a determinação de qual será a fase

contínua, ou seja o meio, e qual será a fase dispersa, que formará as gotículas que estarão dispersas.

Figura 1. A) Fases A e B inicialmente sem agitação. B) Agitação das fases que não são

miscíveis. C) Sistema instável que tende a retornar ao seu estado inicial. D) Sistema com

adição de surfactante que adquire estabilidade cinética.

Todos os líquidos tendem a assumir a forma que produza a menor área superficial. Quando

juntamos dois líquidos imiscíveis, existe uma força que faz com que cada um deles resista à

fragmentação em partículas menores, isso acontece devido a tensão interfacial.[4]

Portanto essa mistura não é termodinamicamente estável e isso pode ser demonstrado pela

equação da energia livre de Gibbs (Equação 1).

ΔG = ΔH - TΔS Equação 1

Sendo que: = Energia livre de Gibbs; ΔH = Variação de entalpia; = Temperatura; =

Variação de entropia.

Considerando que = Aγ (onde = área interfacial e tensão interfacial), quando o

termo é muito maior que , a energia livre de Gibbs é positiva desfavorecendo a estabilidade

termodinâmica da emulsão.

Porém, uma emulsão pode ter estabilidade cinética quando a tensão superficial entre as fases

for diminuída pela ação de surfactantes, por exemplo, que promove uma melhor interação entre as

fases, diminuindo a tensão interfacial e reduzindo o

Desta maneira, as emulsões por serem termodinamicamente instáveis necessitam de energia

para formá-las através de agitação e homogeneização. Além disso, a estabilidade é governada pela

magnitude das forças repulsivas e atrativas, e dependem de agentes que auxiliam nessa estabilidade.[3]

Tamanho das gotas geradas: O tamanho das partículas está diretamente relacionado à

intensidade de cisalhamento submetida, e por sua vez, a elevada área gerada pelo grande número de

pequenas gotas torna o sistema bastante instável, e assim favorece a coalescência. Assim, para

fornecer estabilidade ao sistema e assim mantê-lo disperso por um maior período, se