Les émulsions

Définition

Une émulsion est un mélange, macroscopiquement homogène mais microscopiquement hétérogène, de deux substances liquides non miscibles (qui ne se mélangent normalement pas), comme l’eau et l’huile. Ce mélange est obtenu après agitation mécanique, une substance est dispersée dans la seconde substance sous forme de petites gouttelettes. On distingue l’émulsion de lamousse dans laquelle la seconde substance est un gaz au lieu d’un liquide dispersé sous forme de bulles.

Formation d’une émulsion par agitation.

Les deux substances liquides en présence dans l’émulsion sont appelées phases. Une des phases est continue et l’autre est dite discontinue, elle est dispersée dans la première sous forme de petites gouttelettes. Les émulsions sont souvent composéesd’une phase aqueuse ou hydrophile, semblable à de l’eau, et d’une phase huileuse ou lipophile, semblable à de l’huile. On peut avoir une émulsion huile dans l’eau H/E (la phase huileuse est dispersée dans une phase aqueuse), il s’agit d’une émulsion « directe ». Une émulsion eau dans l’huile E/H est composée d’une phase aqueuse dispersée dans une phase huileuse. Une telle émulsion est dite« inverse ». Les émulsions eau dans huile ont un toucher plus gras (normal, c’est l’huile qu’on sent en premier), elles sont filmogènes, protectrices. Les émulsions huile dans l’eau sont plus pénétrantes, ne donnent pas un toucher gras.

Les émulsions sont soumises à différentes forces qui vont définir la stabilité ou non de l’émulsion:

Forces électrostatiques :
Les particules dispersées sontgénéralement chargées électriquement. Elles portent toutes des charges de même signe + ou – et se repoussent entre elles.

Forces de Van Der Waals :
Les forces de Van Der Waals sont des forces d’attraction qui dépendent étroitement de la structure atomique des constituants des particules.

Forces stériques :
En rapport avec la disposition, l’organisation d’un composé chimique dans l’espacetridimensionnel.

Stabilité de l’émulsion

L’émulsion peut être dite stable ou instable. Elle est instable si les deux composants se dissocient au bout d’un laps de temps après l’arrêt de l’action mécanique. Elle est stable lorsque les éléments ne se dissocient pas grâce à l’ajout d’un émulsifiant et stabilisant (moutarde, jaune d’œuf) permettant de stabiliser l’émulsion en fixant les molécules d’eau etde lipides entre elles.
La tendance naturelle pour un liquide en contact avec une phase non miscible est de réduire la surface de contact entre les deux phases. Pour produire et maintenir une émulsion, il faut augmenter la surface inter-faciale entre les deux phases en apportant de l’énergie au système. Il convient ensuite de stabiliser les gouttelettes en suspension par addition d’un agentémulsionnant parce que les acides aminés hydrophobes e fixent sur la phase lipidique, la protéine s’étale en enrobe d’une couche non mono-moléculaire chargée les gouttelettes en suspension. Les charges électriques produisent une répulsion des gouttelettes et stabilisent l’émulsion. La viscosité élevée des protéines contribue également à la stabilité.

A. Two immiscible liquids, not yet emulsified.B.An emulsion of Phase II dispersed in Phase I.C. The unstable emulsion progressively separates.D. The surfactant (purple outline) positions itself on the interfaces between Phase II and Phase I, stabilizing the emulsion

Les phénomènes d’instabilité :

La coalescence : émulsion d’huile et d’eau : de l’huile que l’on a mélangé à l’eau et secoué énergiquement. On observe alors que les gouttesd’huile fusionnent entre elles progressivement jusqu’à ne former qu’une seule grande goutte traduisant la séparation finale entre l’huile et l’eau.

Le crémage et la sédimentation : phénomène du à la pesanteur. Les gouttelettes se rassemblent en surface (crémage) ou au fond (sédimentation) selon la densité du liquide dispersé.

Le mûrissement d’Oswald : la population des gouttes n’est…