一般來說，化學(xué)就是將物質(zhì)放在一起并觀察結(jié)果。許多人會(huì)驚訝地發(fā)現(xiàn)，您可以隨時(shí)隨地在自己的家中訪問最基本的現(xiàn)實(shí)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室。是的，你猜對(duì)了——這是你的廚房。混合是最常見的成分結(jié)合技術(shù)。我們喜歡的大多數(shù)美食都是通過混合配料制成的。然而，一些成分通常是不混溶的。我們都熟悉油和水的不混溶性。
然而，在我們家中有許多油和水混合的產(chǎn)品示例。僅舉幾例，它們是蛋黃醬、牛奶、沙拉醬、護(hù)手霜和護(hù)發(fā)素。這些例子代表了一類獨(dú)特的混合物，稱為乳液。基本上，乳液是兩種或多種通常不混溶的液體的混合物。
在更一般的意義上，一種液體（分散相）的顆粒懸浮在另一種液體（連續(xù)相）中以形成乳液。雖然，這種狀態(tài)本身不會(huì)持續(xù)超過幾分鐘。這個(gè)問題通過稱為乳化的過程得到解決，其中將乳化劑添加到混合物中。簡(jiǎn)單乳液是油懸浮在水相中 (o/w) 或水懸浮在油中 (w/o)。讓我們通過以下示例了解乳液的化學(xué)性質(zhì)。
文章索引（點(diǎn)擊跳轉(zhuǎn)）
幾千年來，牛奶一直是人類飲食的一部分。我們大多數(shù)人都認(rèn)為牛奶是一種簡(jiǎn)單的健康飲料，但牛奶的化學(xué)成分并不像看起來那么簡(jiǎn)單。牛奶是脂肪顆粒（球）分散在水（水）環(huán)境中的乳液。脂肪球不會(huì)聚結(jié)并形成單獨(dú)的層，因?yàn)樗鼈兪艿侥拥谋Ｗo(hù)，使脂肪顆粒與水相分離。它是 o/w 乳液的一個(gè)例子。您可能已經(jīng)注意到牛奶盒上的牛奶均質(zhì)標(biāo)簽。當(dāng)牛奶單獨(dú)放置時(shí)，天然存在的乳脂顆粒會(huì)上升到表面形成一層奶油。牛奶均質(zhì)化是一個(gè)簡(jiǎn)單的過程，它通過使用高壓過程結(jié)合和分散乳脂。這會(huì)分解脂肪顆粒并使它們足夠小以均勻地分散在牛奶中。牛奶被均質(zhì)化，不是為了味道，而是為了讓牛奶擁有我們習(xí)慣的豐富、潔白和光滑的質(zhì)地。這個(gè)過程可以防止奶油上升到頂部，并節(jié)省您在飲用之前將奶油混合回牛奶中的步驟。均質(zhì)化過程不會(huì)影響您的牛奶的味道或其中的成分。
人們對(duì)健康飲食的一個(gè)相當(dāng)普遍的反對(duì)意見是，健康的食物味道不好。嗯，這是完全自然的，因?yàn)槲覀兊纳囝^通常對(duì)咸味、酸味、苦味和甜味物質(zhì)敏感。當(dāng)你吃工廠生產(chǎn)的食物時(shí)，你會(huì)吃很多鹽、糖、人造香料和甜味劑。因此，蛋糕似乎比蔬菜沙拉更美味。但是，如果我們?cè)谄渲屑尤霂咨椎包S醬，即使是蔬菜沙拉也會(huì)變得美味。我們中的許多人認(rèn)為蛋黃醬是理所當(dāng)然的。通常，大罐子放在冰箱門的架子上，準(zhǔn)備好當(dāng)我們需要修理三明治或攪拌土豆沙拉時(shí)。但是你有沒有想過它是如何制作的？基本上，蛋黃醬是懸浮在由蛋黃、檸檬汁或醋組成的基質(zhì)中的油滴乳液，它提供風(fēng)味和穩(wěn)定顆粒和碳水化合物。
對(duì)于我們?cè)S多人來說，咖啡是必不可少的。它為我們提供了瞬間的能量，讓我們?cè)诎滋毂３只钴S。咖啡在世界范圍內(nèi)的流行為其提供了幾種花哨的命名變體。其中之一是“濃縮咖啡”。我們中的許多人可能已經(jīng)學(xué)會(huì)了這個(gè)詞，因?yàn)橹圃焖枰囟ǖ臋C(jī)器。但是，它的意義遠(yuǎn)不止眼前所見。咖啡豆含有大量提供風(fēng)味和香氣的水溶性化合物，但它們也含有油。由于油和水不會(huì)混合，因此濃縮咖啡機(jī)提供了將油與水混合所需的壓力。因此，濃縮咖啡只不過是一種乳液（一種由層壓油組成的液體復(fù)合物）。從脂肪、糖、天然油、類黑素等化合物和咖啡因，被提取并形成濃縮咖啡的成分。通常，這些礦物質(zhì)和油在新鮮咖啡中大量存在，有助于在濃縮咖啡上形成一層奶油。
如果您曾經(jīng)嘗試從頭開始制作沙拉醬，您就會(huì)知道zui大的問題之一就是讓油和醋正確混合。無論你多么努力地?fù)u晃、攪拌或攪拌油和醋，它們都不可避免地會(huì)裂開。自制香醋在技術(shù)上被稱為臨時(shí)乳液，因?yàn)闆]有任何東西可以將油滴和水滴在化學(xué)水平上保持在一起，它們最終會(huì)再次分離出來。商業(yè)沙拉醬通常由大量添加劑和乳化劑制成，以防止香醋分離。其中一些是天然的，例如卵磷脂（存在于蛋黃中）。
黃油是我們?nèi)粘Ｉ钪惺褂玫谋姸嗳橹破分弧Ｄ阌袥]有想過黃油是怎么做的？這種奶油醬是如何來自像牛奶這樣的液體的？黃油的科學(xué)始于主要成分——牛奶。牛奶含有 88% 的水、3.5% 的脂肪、3.25% 的蛋白質(zhì)和 4.6% 的乳糖（糖）。奶牛擠奶后，我們通常會(huì)做兩件重要的事情來改進(jìn)它并使其安全飲用。巴氏殺菌處理牛奶以破壞任何有害微生物。并且牛奶被均質(zhì)化以防止脂肪上升到牛奶的頂部。制作黃油聽起來很簡(jiǎn)單，但并不像看起來那么簡(jiǎn)單。將全脂牛奶改為黃油是將水包脂肪乳液（牛奶）轉(zhuǎn)化為脂肪包水乳液（黃油）的過程。巴氏殺菌后從牛奶中分離出來的奶油是一種乳液，其中脂肪分子分散在主要成分水中。然而，攪打奶油會(huì)充分搖晃系統(tǒng)以反轉(zhuǎn)乳液。脂肪分子成為連續(xù)相，其中分散有水顆粒。結(jié)果，我們得到了可以通過物理過程分離的黃油和酪乳。
隨著時(shí)間的推移，關(guān)于膳食脂肪和心臟病問題的科學(xué)發(fā)生了巨大的變化。在 19 世紀(jì)中葉，隨著越來越多的人搬到城市，歐洲的人口結(jié)構(gòu)正在發(fā)生變化。由于工業(yè)化和經(jīng)濟(jì)衰退，黃油變得難以獲得。進(jìn)口無法滿足需求，尤其是軍事需求。在食品工業(yè)中，這些問題催生了另一種安全的替代品——人造黃油。它用作調(diào)味、烘焙和烹飪的涂抹醬。基本上，人造黃油是一種食品，通常由植物油與成熟的脫脂牛奶攪拌成光滑的乳液制成，并像黃油一樣使用。今天制造人造黃油的基本方法包括將氫化植物油與脫脂牛奶的混合物乳化，冷卻混合物使其凝固。然后將所得混合物與水、檸檬酸、類胡蘿卜素、維生素和奶粉。乳化劑如卵磷脂有助于將水相均勻地分散在整個(gè)油中，并且通常還添加鹽和防腐劑。然后將該油水乳液加熱、混合和冷卻。
我們中的許多人都是看著我們的母親和祖母在睡前涂抹冷霜并吹噓它對(duì)我們皮膚的好處而長(zhǎng)大的。如果您屬于非熱帶地區(qū)，您必須熟悉冬季皮膚面臨的惡劣條件。冷霜是冬季必備品。冷霜是水和某些脂肪的乳液，通常包括蜂蠟和各種香味劑，旨在撫平皮膚和卸妝。“冷霜”這個(gè)名字來源于霜在皮膚上留下的清涼感。冷霜一般由水、油、乳化劑和增稠劑四種主要成分組成，水和油的比例大致相等。這使乳霜能夠滲透皮膚的外層。然而，它不像水性產(chǎn)品那樣被皮膚吸收得那么深。由于高濃度的礦物油和蠟（例如蜂蠟或地蠟），這種面霜往往更像面膜而不是面部保濕霜。
顏色不僅僅是一種視覺體驗(yàn)。它也是一種可以從根本上影響情緒和情緒的心理因素。因此，人們?cè)跊Q定房間的油漆時(shí)會(huì)花費(fèi)大量時(shí)間。您可能認(rèn)為油漆只是一種溶解在液體中以使其擴(kuò)散的顏色化學(xué)物質(zhì)，但它遠(yuǎn)不止于此。雖然為各種目的設(shè)計(jì)的涂料會(huì)有不同的配方，但它們都有一些共同的主要特征。大多數(shù)油漆具有三種主要成分，稱為顏料、粘合劑和溶劑。粘合劑和溶劑有時(shí)統(tǒng)稱為載體。乳液涂料由微小的聚合物顆粒組成，顏料被困在其中。它們是由液體聚合物粘合劑的小液滴散開而不是溶解在水中制成的。該聚合物是通過烯烴單體如乙酸乙烯酯、2-甲基丙酸甲酯和丙烯酸2-乙基己酯的加聚反應(yīng)制成的。這種乳液很容易涂抹。涂上乳膠漆后，水分蒸發(fā)，緊密堆積的聚合物顆粒融合在一起形成連續(xù)的薄膜。使用水而不是有機(jī)液體意味著乳膠漆在使用時(shí)會(huì)產(chǎn)生更少的 VOC（揮發(fā)性有機(jī)化合物）。
一個(gè)多世紀(jì)以來，乳劑一直被用作藥物載體。它們?cè)谥扑幮袠I(yè)中用于使藥物更可口，通過調(diào)節(jié)活性成分的劑量來提高效力，并包括局部產(chǎn)品，例如具有改善美學(xué)效果的軟膏。今天，存在幾種類型的乳液，并用于從增溶藥物到控釋的各種應(yīng)用。乳劑可以通過口服、局部和腸胃外途徑遞送。O/W乳劑通過口服途徑給藥時(shí)可以有效增加水溶性差的藥物的口服吸收和生物利用度。非離子乳液因其低毒性、可直接注射到體內(nèi)的能力以及與許多藥物成分的相容性而zui受歡迎。
當(dāng)消防員處理涉及中度或低度燃料泄漏的小規(guī)模火災(zāi)時(shí)，乳液會(huì)派上用場(chǎng)。他們使用專門設(shè)計(jì)的高壓噴嘴在此過程中實(shí)現(xiàn)乳化。這些噴嘴噴射的表面活性劑水溶液可以到達(dá)燃燒油的表面，穿透火焰區(qū)。這導(dǎo)致在燃燒油的表面形成油水的不燃性乳化層。這種乳化作用以及令人窒息的窒息效果可以撲滅大火。然而，乳化劑不能有效撲滅涉及散裝/深層液體燃料的大火，因?yàn)闇缁鹚璧娜榛瘎┝渴侨剂象w積的函數(shù)。
