Emulsiones Asfalticas
Páginas: 10 (2441 palabras)
Publicado: 7 de diciembre de 2012
Las Emulsiones
Podemos definir una emulsión como una dispersión fina más o menos estabilizada de un líquido en otro, los cuales son no miscibles entre sí y están unidos por un emulsificante, emulsionante o emulgente. Las emulsiones son sistemas formados por dos fases parcial o totalmente inmiscibles, en donde una forma la llamada fase continua (o dispersante) y la otra la fase discreta (odispersa). Esto puede preciarse en la siguiente figura, en donde se muestra un dibujo esquemático de una emulsión.
Diagrama esquemático de una emulsión
Generalmente el tamaño de la fase discreta tiene alguna dimensión lineal entre 1 nanómetro y 1 micra. Son estos tamaños tan pequeños los que le dan a las emulsiones sus importantes e interesantes propiedades. La ciencia que trata con lasemulsiones es multidisciplinaria, ya que involucra física, química, biología, etc.
Lo importante de las emulsiones no es la composición química de la muestra (ya sea orgánica o inorgánica), ni su origen (mineral o biológico), ni su estado físico (una fase o más); es su tamaño la característica importante.
Los Emulsificantes
Los emulsificantes son compuestos orgánicos de peso molecularrelativamente elevado (entre 100 y 300); tienen una parte hidrofóbica (generalmente es una cadena hidrocarbonada ya sea lineal o cíclica) que es soluble en el medio orgánico (en nuestro caso en el asfalto) y una parte hidrofílica (generalmente es un grupo polar de tipo orgánico o inorgánico), soluble en el medio acuoso.
Los emulsificantes están compuestos generalmente por un radical alkilo R el cual eshidrofóbico y un componente hidrofílico, que se encuentran saponificados y con el contacto con el agua se disocian, quedando con cargas negativas o positivas según el tipo de emulsificante.
El tipo de emulsificante define el tipo de emulsión: los emulsificantes aniónicos, tienen grupos ácidos en su parte hidrofílica, con carga eléctrica negativa; éstos
tienen como fórmula general: R-COONa.Cuando este tipo de emulsificantes se encuentra en un medio acuoso se disocia resultando:
R-COONa ---> R-COO- + Na+
El grupo carboxilato COO- se va a la parte hidrofílica, mientras que el radical
alkilo R se queda en la parte hidrofóbica.
Los emulsificantes catiónicos son generalmente grupos aminos con carga eléctrica positiva y con fórmula general R-NH3Cl. Cuando este tipo deemulsificantes actúa en un medio acuoso se disocia resultando:
R-NH3Cl ---> R-NH3+ + Cl
El grupo amino NH3+ se va a la parte hidrofílica, mientras que el radical alkilo R se queda en la parte hidrofóbica.
Los emulsificantes son los que, producida la emulsión, se sitúan en su mayor parte en la “interface”. Su parte hidrofóbica se dirige hacia el asfalto y su parte polar hacia el agua. Con estosemulsificantes iónicos las partículas adquieren cargas eléctricas del mismo signo, repeliéndose entre ellos y estabilizando al sistema.
3.1.3 Estabilidad de las Emulsiones
Las emulsiones liofílicas, como forman una verdadera solución, son estables indefinidamente. Mientras que las emulsiones liofóbicas, como a ellos les disgusta el solvente, tratan de separarse en dos fases con el fin dereducir la energía libre superficial de Gibbs, volviéndose inestables. Para una emulsión, mientras mayor área superficial tenga la dispersión (i.e. mientras más pequeñas sean las partículas), mayor será la energía libre superficial de Gibbs. Por lo tanto, las emulsiones liofílicas son termodinámicamente estables, mientras que las emulsiones liofóbicas son termodinámicamente inestables. Debido a queexisten diferentes tipos de estabilidad, aquí nos concentraremos en la estabilidad respecto a separación de fases. Esta inestabilidad significa que las partículas se comienzan a unir formando partículas más grandes llamados agregados. Podemos definir un sistema estable como aquel en que las pequeñas partículas en la emulsión están uniformemente distribuidas en el medio continuo y así permanecen...
Podemos definir una emulsión como una dispersión fina más o menos estabilizada de un líquido en otro, los cuales son no miscibles entre sí y están unidos por un emulsificante, emulsionante o emulgente. Las emulsiones son sistemas formados por dos fases parcial o totalmente inmiscibles, en donde una forma la llamada fase continua (o dispersante) y la otra la fase discreta (odispersa). Esto puede preciarse en la siguiente figura, en donde se muestra un dibujo esquemático de una emulsión.
Diagrama esquemático de una emulsión
Generalmente el tamaño de la fase discreta tiene alguna dimensión lineal entre 1 nanómetro y 1 micra. Son estos tamaños tan pequeños los que le dan a las emulsiones sus importantes e interesantes propiedades. La ciencia que trata con lasemulsiones es multidisciplinaria, ya que involucra física, química, biología, etc.
Lo importante de las emulsiones no es la composición química de la muestra (ya sea orgánica o inorgánica), ni su origen (mineral o biológico), ni su estado físico (una fase o más); es su tamaño la característica importante.
Los Emulsificantes
Los emulsificantes son compuestos orgánicos de peso molecularrelativamente elevado (entre 100 y 300); tienen una parte hidrofóbica (generalmente es una cadena hidrocarbonada ya sea lineal o cíclica) que es soluble en el medio orgánico (en nuestro caso en el asfalto) y una parte hidrofílica (generalmente es un grupo polar de tipo orgánico o inorgánico), soluble en el medio acuoso.
Los emulsificantes están compuestos generalmente por un radical alkilo R el cual eshidrofóbico y un componente hidrofílico, que se encuentran saponificados y con el contacto con el agua se disocian, quedando con cargas negativas o positivas según el tipo de emulsificante.
El tipo de emulsificante define el tipo de emulsión: los emulsificantes aniónicos, tienen grupos ácidos en su parte hidrofílica, con carga eléctrica negativa; éstos
tienen como fórmula general: R-COONa.Cuando este tipo de emulsificantes se encuentra en un medio acuoso se disocia resultando:
R-COONa ---> R-COO- + Na+
El grupo carboxilato COO- se va a la parte hidrofílica, mientras que el radical
alkilo R se queda en la parte hidrofóbica.
Los emulsificantes catiónicos son generalmente grupos aminos con carga eléctrica positiva y con fórmula general R-NH3Cl. Cuando este tipo deemulsificantes actúa en un medio acuoso se disocia resultando:
R-NH3Cl ---> R-NH3+ + Cl
El grupo amino NH3+ se va a la parte hidrofílica, mientras que el radical alkilo R se queda en la parte hidrofóbica.
Los emulsificantes son los que, producida la emulsión, se sitúan en su mayor parte en la “interface”. Su parte hidrofóbica se dirige hacia el asfalto y su parte polar hacia el agua. Con estosemulsificantes iónicos las partículas adquieren cargas eléctricas del mismo signo, repeliéndose entre ellos y estabilizando al sistema.
3.1.3 Estabilidad de las Emulsiones
Las emulsiones liofílicas, como forman una verdadera solución, son estables indefinidamente. Mientras que las emulsiones liofóbicas, como a ellos les disgusta el solvente, tratan de separarse en dos fases con el fin dereducir la energía libre superficial de Gibbs, volviéndose inestables. Para una emulsión, mientras mayor área superficial tenga la dispersión (i.e. mientras más pequeñas sean las partículas), mayor será la energía libre superficial de Gibbs. Por lo tanto, las emulsiones liofílicas son termodinámicamente estables, mientras que las emulsiones liofóbicas son termodinámicamente inestables. Debido a queexisten diferentes tipos de estabilidad, aquí nos concentraremos en la estabilidad respecto a separación de fases. Esta inestabilidad significa que las partículas se comienzan a unir formando partículas más grandes llamados agregados. Podemos definir un sistema estable como aquel en que las pequeñas partículas en la emulsión están uniformemente distribuidas en el medio continuo y así permanecen...
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