Emulsiyaning mikroskop ostida ko’rinishi

Bunday modda dispers fazadagi tomchilarning qo’shilib ketmasligiga va turg’un bo’lmagan emulsiyalarni turg’un emulsiyalarga o’tishiga — emulgirlanishiga olib keladigan modda hisoblanib bu moddalar emulgatorlar deyiladi. Emulgatorlar xossalariga ko’ra har xil bo’ladi: biri emulsiyani moyni suvdagi turini turg’unligini oshirsa, boshqasi suvni moydagi emulsiyasini bar­karorligini kuchaytiradi. Faol emulgatorlar yordamida yuqori konsentrlangan emulsiyalar hosil kilish mumkin. Masalan: 99% li benzol va 1% li natriy oleat tuzi eritmasidan moyning suvdagi (m/s) yuqori konsentrlangan emulsiyasi hosil qilingan. Bunda dispersion muxit yupka pardadan iborat bo’lib (qalinligi atigi 10 mkm ga yakin) shaklini yo’kotayotgan yog’ tomchilarining o’rtasida joylashgan. Bunday emulsiyalar studen holatida bo’lib, ularni pichok bilan kesish mumkin.

 Emulsiyalarni agregat turg’unligi va emulsiyalash qoidasi

E =  * s

s — emulsiya zarrachalari yuzasining umumiy yigindisi (m²)

у — sirt taranglik kuchi (n/m)

Agregat turg’unlikka ega bo’lgan emulsiyalarni tayyorlashda (konsentrlangan emulsiya nazarda tutiladi) shu xildagi aralashmalar uchun to’la faol emulgatorlar topish kerak. Emulsiyalarning tayyorlanishi har doim mexanik energiyani sarf bo’lishi bilan bog’liqdir.

Emulsiya hosil bo’lishida sarflangan quvvati esa ana shu yuza va sirt taranglik kuchi bilan bog’liqdir.

Formuladan ma’lumki, fazaning sirt taranglik kuchi qancha katta bo’lsa, undagi erkin sirt energiyasining kuchi shuncha ko’p bo’ladi, emulsiya hosil kilishda sarflangan quvvati ko’payadi. Bunday holat termodinamik jixatdan barkaror bo’lmay, o’z-o’zidan sistemadagi erkin zaxira energiyasini kamaytirish tomoniga siljitadi.

Amalda bu holat tomchilarning bir-biri bilan birlashib, o’z-o’zidan yiriklashishiga sabab bo’ladi. Yiriklashish natijasida emulsiyalarning to’liq buzilishi va ikki qavatga ajralishi yuz beradi. Emulsiyalarni alohida mayda zarrachalar holida agregat turg’unligini saqlash uchun dispers holatda saqlash kerak. Buning uchun esa sirt taranglik va ayniqsa, erkin sirt energiya birmuncha kamaytirilishi zarur.

Amaliyotda bu vazifa suyuqliklardagi sirt taranglikni kamaytiradigan, suyuqliklar sathida mustaxkam ximoya parda hosil kila oladigan moddalar yordamida amalga oshiriladi. Bunday moddalar sirt-faol moddalardir (SFM). Misol orqali tushuntirilganda: benzolni suv bilan aralashmasida E=35 dina/sm bo’lsa, emulsiya tez katlamlarga ajraladi. E=10 dina/sm bo’lganda emulsiya hosil kilish osonlashadi. E=1 dina/sm bo’lsa aralashma o’z-o’zidan emulgirlanib, hosil bo’lgan emulsiyaning turg’unligi bir necha marta oshadi. Sirt-faol modda — emulgator elektrolit bo’lsa, dispers fazadagi zarrachalarning ustki qismida ikki qavatli elektr katlamini hosil qiladi va barkarorligini oshiradi.

Sirt-faol moddalar emulgatorlar faza sathidagi moy-suv sirt oraligidagi erkin qinetik energiyani kamaytiradi va sistema turg’unligini ta’minlaydi.

Bu holat dispers fazada yopishgan emulgatordan hosil bo’lgan, ximoya qavat, ya’ni sirt-faol modda qavati xususiyatiga bog’liq. Emulgatorlar molekulasi yoki mitsellasi faza chegarasida tartibli ravishda chegaralangan chizma bir yoki bir necha qator bo’lib joylashadi. Mitsellalar joylanishi shu emulgator molekulasi tarkibidagi funksional kimyoviy guruhlar xossasiga bog’liq. Bu guruhlar gidrofil xossaga ega bo’lsa, mitsellalarning ana shu guruhlari suvda eriydi va suv bilan yaxshi aralashadi. Natijada suv emulgirlangan zarrachalar — mitsellalar bilan yaxshi aralashadi. Emulgator yaxshi eriydigan suyuqlik dispersion muxit hisoblanadi. SHunday qilib turg’un m/suvdagi emulsiyasini hosil kilish uchun gidrofil xossasi bo’lgan, suvda yaxshi eriydigan va yog’ tomchilari sathini o’rab ustida ximoya parda hosil qila oladigan emulgator kerak. Suvning yog’dagi emulsiyasini hosil kilish uchun oleofil yoki yog’da yaxshi eriydigan emulgator zarur. Dispers fazadagi tomchilarning katta-kichikligi sarflangan energiyani miqdoriga, ikki faza o’rtasidagi sirt taranglik kuchini pasayishiga bog’liq. Ayniqsa gomogenizatsiya usuli bilan emulsiya tayyorlashda katta mexaniq kuch sarflansa turg’un emulsiya hosil kilish mumkin. Gomogenizatsiya usulida emulsiyani faqatgina dispersligi oshmasdan, uning turg’unligi ham oshadi.

Ichish uchun ishlatiladigan emulsiyalar Emulsium ad usum internum.

Emulsiyalar - dispers faza va dispersion muxitdan tashqil topgan mikrogeterogen sistema bo’lib, bir-birida juda kam yoki mutlako erimaydigan suyuqliklar aralashmasiga aytiladi. Emulsiyalar dagal disperslangan (tomchilarning diametri 1 dan 50 mkm gacha) yoki mayda disperslangan (zarrachalar diametri 0,1 mkm) sistemadir. Amaliyotda ko’prok qo’llaniladigan emulsiyalar suv bilan yog’ aralashmasidan tayyorlanadi. Bunda “yog” shartli tushuncha bo’lib, bu faza yog’simon moddalardan va mineral yog’lardan hamda kimyoviy jixatdan esa na yog’lar va na mineral yog’lar bilan xech bir umumiylikka ega bo’lmasligi mumkin (xloroform, benzol va shunga o’xshash polyar bo’lmagan suyuqliklardan hosil bo’lishi mumkin). SHunga o’xshash suyuqliklar emulsiyalarning ikki turini hosil qiladi (1.4.-jadval): 

8.-jadval 

Emulsiya turlari quyidagi usullar bilan aniqlanadi:

1. Parafinli plastinka usuli: yupka qilib parafin surtilgan shisha plastinkaga bir tomchi emulsiya tomizganda tomchi parafinga shimilib ketsa, s/m emulsiyasi ekanligi ma’lum bo’ladi, agarda shimilib ketmasa, m/s emulsiyasi bo’ladi.

2. Suyultirish usuli: moyning suvdagi emulsiyasiga oz miqdorda suv qo’shib suyultirilganda aralashsa — m/s emulsiyasi, moy bilan aralashsa — s/m emulsiyasi bo’­ladi.

3. Bo’yash usuli: bunda dispersion muxit bo’yok bilan bo’yaladi. Bir tomchi aniqlovchi emulsiyaning ustiga suvda eriydigan bo’yok kukunidan, masalan, metilen ko’ki kukuni solib mikroskopda ko’rilsa agarda moyning suvdagi emulsiyasi bo’lsa dispersion muxit xavo rangga bo’yalib, bo’yalmagan yog’ tomchilari shar shaklida ko’rinadi, aksincha suvning moydagi emulsiyasi bo’lsa, dispersion muxit bo’yalmagan bo’lib, tomchi ustida xavo rang kukun ko’rinib turadi.

  

Emulsiyalarning turg’unligi va qatlamlarga ajralishi

Vaqt o’tishi bilan emulsiyalar buziladi va gomogenligini yo’kotadi. Oldin dispers darajasi o’zgarmagan holda yog’ tomchilari suvdan ajraladi, keyinchalik bir-biri bilan qo’shilib, emulsiya ikki bo’lakka ajraladi. Emulsiyada tarkibidagi tomchilarini koplab olgan ximoya qatlamining mustaxkamligi qancha kam bo’lsa emulsiya shuncha tez ikki bo’lakka ajraladi.

Emulsiyalarning qinetik turg’unligi emulgator strukturasi, undagi radikalning o’zunligi va emulsiya tarkibiga kiruvchi emulgatorning konsentratsiyasiga bog’liqligi to’yinmagan dikarbon kislotasi hosilalaridan detsil va setilmaleinatlarning trietanol ammoniyli tuzlarida yakkol namoyon bo’ldi. Bu SFMlarni emulsiyalash xossasini o’rganish jarayonida shunday xulosaga kelindiki, emulgatorning alkil radikalidagi uglerod soni S₁₀ dan S₁₆ oshgan sari hamda konsentratsiyasi 2,2% dan 6% gacha oshirilganda emulsiyaning kinetik turg’unligi ortadi.

Dorixonada emulsiyalarni tayyorlashda emulgator sifatida yuqori molekulali birikmalar ishlatiladi. YUMB tarkib jixatdan gidrofil va gidrofob guruhlarga ega bo’lib, ana shu guruhlarni u yoki bu suyuqlikda oson tarqalishi hisobiga ikki suyuqlik chegarasida turg’un ximoya qavati hosil qilib, tomchilarni bir-biriga qo’shilib ketishiga yo’l ko’ymaydi.

Emulsiyaning barkarorligi qo’shilgan emulgatorning miqdoriga ham bog’liqdir. Emulgator kam qo’shilganda ma’lum qismdagi sirt taranglikni kamaytiradi va buning natijasida yirik zarrachali emulsiya hosil bo’ladi. Bunday emulsiyalarning barqarorligi to’la ta’minlanmaydi. Bunda hosil bo’lgan yog’ tomchilari yiriklashib, tomchini qoplagan ximoya pardasi uzilib ketadi. SHuning uchun har bir emulgatorni va yog’ emulsiyasini tayyorlashda kerakli miqdorini hisoblab olish emulsiyalarning dispers darajasini va turg’unligini ta’minlaydi.

Emulsiya turlarining o’zgarishi, ya’ni moyning suvdagi, suvning moydagi emulsiya turlarini bir-biriga almashinishini amaliyotda kuzatish mumkin. Bu holat asosan emulsiya tarkibiga biron-bir modda qo’shilishi asosida yoki bu emulsiyalar saqlash sharoitining o’zgarishi natijasida ro’y beradigan holatdir.

Misol: moyning suvdagi emulsiya turlari yog’ kislotalaridan oleat natriy tuzi bilan turg’unlashtirilgan.

Emulgator sifatida olingan oleat natriy suvda yaxshi eriganligi tufayli to’gri turdagi emulsiyaning turg’unligini saqlaydi. Agar shu emulsiyaga biron-bir og’ir metall tuzlaridan ta’sir ettirilsa, faza almashish xodisasi, ya’ni emulsiya moyni suvdagi turidan suvni moydagi turiga aylanadi. Bu xodisaning ro’y berishiga sabab — oleat natriyni og’ir metal tuzlari bilan hosil bo’lgan tuz suvda erimay moyda yaxshi erishi fazaning o’zgartirilishiga, ya’ni moyni muxitga va suvni fazaga aylantiradi. Qarama-qarshi emulgator qo’shilganda fazalar o’zgarishi tez bo’lmaydi. Oldin emulsiyaning ikki turi hosil bo’lib, keyin bitta turg’unrok turini, ya’ni emulgator yaxshi eriydigan muxit barkarorlashadi. Emulsiyalar turlarining o’zgarishiga olinadigan moddalarning nisbati ham sababchi bo’ladi. Ko’pincha murakkab emulsiyada moyni suvdagi va suvning moydagi aralashmasi turlari yuzaga keladi.

Emulgatorlar emulsiya tayyorlash uchun zarur komponent hisoblanadi. Ularning dispers faza zarrachalari maydalik darajasini oshirish qobiliyati va shu mayda zarracha atrofida mustaxkam parda hosil kilish xususiyatlari emulgator kimmatini belgilaydigan ko’rsatkichlar hisoblanadi.

Bundan tashkari, emulsiya hosil kilish uchun emulgatordan ketadigan miqdor hamda uning bor-yo’qligi, kiymati, biofarmatsevtik xususiyatlari hisobga olinmogi shart.

Emulgatorlar farmakologik jixatdan ta’sir etmaydigan, ayniqsa, salbiy ta’sir ko’rsatmaydigan modda bo’lishi kerak. Dorixonada tayyorlanadigan emulsiyalarning ko’pchiligi ichish uchun mo’ljallangan bo’lib, moyning suvdagi emulsiyasi shaklida bo’ladi. Emulgator sifatida yuqori molekulali moddalar ishlatiladi. Emulgatorlarning ko’pchiligi tabiiy moddalardir. Elimlar, shilimshiqlar, oqsil modda va boshqalar.

Sintetik va yarim sintetik moddalardan iborat ba’zi bir emulgatorlar yuqori molekulali moddalar bo’lib, ularga tvinlar, spanlar va ularning hosilalari kiradi. Hamma emulgatorlar ionlanish xossasiga qarab 3 guruhga bo’linadi. 1. Ionogen emulgatorlar. 2. Ionogen bo’lmagan emulgatorlar. 3. Amfoter xususiyatiga ega emulgatorlar.

 

Gidrofil - lipofil balansi

Xar qanday emulgator samaradorligini ta’riflaydigan maxsus birlik GLB deb - ikki bir-biriga qarama-qarshi gidrofil va gidrofob molekulalar nisbatiga aytiladi.

Xozirgi vaqtda moddalar molekulalarining tuzilishi yoki fizik-kimyoviy xossasiga qarab GLB ahamiyatini aniqlovchi nazariya yo’k. SHuning uchun 1949 yilda Griffin tomonidan taklif etilgan yarim empirik sistema qo’llaniladi. Bu Griffin soni deb atalib, sirt-faol moddalarning qaysi molekulalaridan tuzilganligini aniqlaydi, shu alohida guruhlarni suv bilan birikib kirishishini shartli son darajasiga ko’taradi. har xil sirt-faol moddalarning GLB soni, molekuladagi guruhlarni son yigindisi kerakli formula bo’yicha hisoblanadi yoki tajriba orqali aniqlanadi.

Sirt-faol moddalarning molekulasida gidrofob qism­ga nisbatan gidrofil qism qancha ko’p bo’lsa, GLB soni shuncha yuqori bo’ladi. GLB soni hamma tabiatda uchraydigan sirt-faol moddalar uchun ko’rsatkichi 1 dan 40 gacha bo’lish mumkin. 10 soni faol moddaning lipofil va gidrofil moddalarning o’rtasidagi chegara hisoblanadi. Emulgator yog’da erisa suvning moydagi emulsiyasini hosil qiladi. Bunda GLB soni 10 dan past bo’ladi. GLB soni qancha yuqori bo’lsa, bunday emulgator moyning suvdagi emulsiyasini hosil kilishga moyil bo’ladi. GLB ko’rsatkichi asosan emulgatorlarni tanlashda xizmat qiladi va sirt-faol modda GLB ci — 1-3 bo’lsa,ko’pik so’ndiruvchi, 3 dan 6 gacha suvni yog’dagi emulgatori, 7-8 yuvuvchi moddalar, 8-13 gacha moyning suvdagi emulsiyasini hosil qiluvchi emulgatorlar, 13-15 detergent, 15 dan yuqori bo’lsa, solyubilizator eruvchanlikni oshiruvchi moddalar sifatida ishlatilishga tavsiya etiladi.

9-jadval