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Emulsão

Emulsão é uma mistura coloidal na qual gotículas de uma substância não suscetível a se misturar são dispersas em outra substância, geralmente formando uma mistura estável.

Imagem aproximada de uma pessoa borrifando na mão um produto feito a partir de emulsão.
Emulsões são utilizadas em produtos cosméticos, alimentícios e farmacêuticos devido à sua capacidade de combinar ingredientes que não se misturariam.
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Emulsão é uma mistura coloidal de substâncias que normalmente não se dissolvem uma na outra, como água e óleo. Essa mistura é possível graças à utilização de um emulsificante, que ajuda a manter as partículas dos líquidos dispersas e estáveis. A importância das emulsões está, assim, na sua capacidade de unir líquidos que normalmente não se misturam, possibilitando a produção de uma grande variedade de produtos. Além disso, elas podem melhorar a textura, sabor e aparência de produtos alimentícios, farmacêuticos e cosméticos.

Leia também: Solução — mistura homogênea composta por um ou mais solutos diferentes dissolvidos em um solvente

Tópicos deste artigo

Resumo sobre emulsão

  • Emulsão é uma mistura coloidal de substâncias que não se dissolvem uma na outra, como água e óleo;
  • É formada por gotículas dispersas estabilizadas por um agente emulsificante;
  • Pode ser utilizada em alimentos, medicamentos, cosméticos, tintas e combustíveis;
  • Existem dois tipos principais: Óleo em água (O/A) e Água em óleo (A/O);
  • A estabilidade das emulsões é influenciada por emulsificantes, temperatura e proporções;
  • A estabilidade das emulsões é crucial, sendo afetada por fenômenos como creaming, sedimentação, floculação, coalescência e amadurecimento de Ostwald;
  • A separação de fases é uma instabilidade crítica a ser evitada, e a escolha adequada de emulsificantes e formulação são fundamentais para manter a homogeneidade ao longo do tempo.

O que é emulsão?

Uma emulsão é uma mistura coloidal de duas substâncias que não se misturam, como óleo e água, onde uma é dispersa na outra na forma de pequenas gotículas. Essas gotículas são estabilizadas por um agente emulsificante, que reduz a tensão superficial entre as fases e impede que as gotas se coalesçam.

Ilustração representativa do processo de emulsão entre óleo e água.
O processo de emulsão possibilita a incorporação de ingredientes diversos em produtos industriais.

Em resumo, uma emulsão é uma suspensão estável de uma fase líquida em outra, formando uma mistura homogênea.

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Para que serve a emulsão?

As emulsões têm uma ampla gama de aplicações em diversas indústrias. A seguir, veja algumas delas:

  • Indústria alimentícia: Emulsões são frequentemente utilizadas na produção de alimentos, como molhos, maioneses e cremes. Elas melhoram a textura, a estabilidade e a palatabilidade desses produtos.

Pessoa mergulhando uma batata frita em um pote com molho ketchup, no qual foi utilizado o processo de emulsão.
A emulsificação é crucial para garantir uma textura homogênea, melhorar a estabilidade do produto e proporcionar uma experiência sensorial agradável.
  • Indústria farmacêutica e cosmética: Emulsões são empregadas na formulação de medicamentos, cremes dermatológicos e loções. Elas permitem a incorporação de ingredientes ativos em uma base líquida, facilitando a aplicação e a absorção.
Pessoa despejando xarope, no qual foi utilizado o processo de emulsão, em uma colher.
A emulsificação permite incorporar compostos hidrofóbicos em uma matriz líquida, facilitando a administração e otimizando a eficácia dos medicamentos.

Por isso, muitos medicamentos, especialmente aqueles com baixa solubilidade em água, são formulados como emulsões para a administração oral. Pois a emulsão pode melhorar a biodisponibilidade desses medicamentos, permitindo uma absorção mais eficiente no trato gastrointestinal.

  • Indústria de tintas e revestimentos: As emulsões também são utilizadas na fabricação de tintas, oferecendo uma forma eficiente de dispersar pigmentos em um veículo líquido, resultando em uma aplicação uniforme.

Vários potes de alumínio com tintas de diferentes cores, produtos nos quais foram utilizados o processo de emulsão.
A emulsão utilizada na fabricação de tintas é a emulsão polimérica, em que partículas poliméricas dispersas em água formam a base da tinta.
  • Indústria petroquímica: A produção de combustíveis e lubrificantes muitas vezes envolve emulsões para melhorar a estabilidade e a eficiência desses produtos. A graxa, por exemplo, é uma mistura semi-sólida de óleo ou gordura e um agente espessante, que pode ser uma emulsão estabilizada por sabão.
Mecânico passando graxa, produto no qual foi utilizado o processo de emulsão, em uma peça.
LegendaA emulsão é usada no preparo de graxas através de um processo conhecido como “emulsificação de sabão”.

Tipos de emulsão

Existem dois tipos principais de emulsão, classificados com base na natureza da fase dispersa: emulsão óleo em água (O/A) e emulsão água em óleo (A/O).

Emulsão óleo em água (O/A)

Na emulsão óleo em água, as gotículas de óleo estão dispersas na fase aquosa. Isso se deve à agitação vigorosa ou mistura mecânica que é aplicada para dispersar as gotículas de óleo na fase aquosa. Essa ação mecânica quebra o óleo em pequenas gotas, aumentando a área superficial disponível para interação com o agente emulsificante, conforme pode ser visto a seguir:

Ilustração mostrando a emulsão óleo em água (O/A), um dos tipos de emulsão.
O emulsificante é um ingrediente crucial para que haja a formação da emulsão.

Diante disso, o agente emulsificante orienta-se nas interfaces entre as gotículas de óleo e a fase aquosa, formando uma camada ao redor das gotículas.

 Partes hidrofílica e lipofílica do agente emulsificante em uma emulsão óleo em água (O/A), um dos tipos de emulsão.
A parte hidrofílica do agente emulsificante fica voltada para a água, enquanto a parte lipofílica se relaciona com as gotículas de óleo.

Sendo assim, essa camada reduz a tensão interfacial e impede a coalescência das gotículas de óleo, além de conferir estabilidade à emulsão, evitando sua separação ao longo do tempo. Nesse sentido, podemos citar como exemplos desse tipo de emulsão o leite e molhos à base de água.

Emulsão água em óleo (A/O)

Na emulsão água em óleo, ocorre o inverso da emulsão óleo em água. Sendo assim, o processo de preparo da emulsão água em óleo envolve a dispersão de gotículas de água em uma fase oleosa, com o auxílio de emulsificantes que estabilizam a mistura. Isso pode ser melhor visualizado na figura abaixo:

t: Ilustração mostrando a emulsão água em óleo (A/O), um dos tipos de emulsão.
A eficácia do processo depende da seleção adequada dos ingredientes, proporções corretas e da escolha do emulsificante.
Partes hidrofílica e lipofílica do agente emulsificante em uma emulsão água em óleo (A/O), um dos tipos de emulsão.
O agente emulsificante isola as moléculas de água, fazendo com que ela fique dispersa na parte oleosa.

Esse tipo de emulsão é comumente usado em produtos como cremes, loções, e alguns tipos de molhos alimentícios como manteiga e maioneses.

Estabilidade das emulsões

A estabilidade das emulsões é crucial para sua aplicação e durabilidade, portanto fatores como a escolha do emulsificante, a temperatura e a proporção entre as fases, entre outros, exercem forte influência nesse parâmetro, e quando inadequados leva à instabilidade:

Ilustração mostrando água e óleo em um ambiente sem emulsificante, situação na qual a emulsão não é formada.
Quando as condições ideais não são atendidas, a emulsão não é formada. Um exemplo disso é a ausência de emulsificante.

Nesse sentido, podemos destacar resumidamente, na tabela abaixo, os diferentes tipos de estabilidades que podem ser conferidas a uma emulsão:

Tipos de estabilidade

Características

Cinética

Relaciona-se à resistência da emulsão a mudanças ao longo do tempo. Emulsões cineticamente estáveis mantêm suas características por um período prolongado, impedindo a coalescência das gotículas e a separação das fases.

Coloidal

Trata-se do envolvimento das partículas coloidais, como gotículas de óleo ou água, em uma camada protetora formada pelos emulsificantes. Isso impede a aglomeração e coalescência das partículas.

Eletrostática

Baseia-se na carga elétrica das partículas dispersas na emulsão. Sendo assim, cargas elétricas repulsivas entre as gotículas impedem a sua aproximação e coalescência.

Por orientação molecular

Nesse caso os emulsificantes orientam-se molecularmente nas interfaces entre as fases, formando uma camada monomolecular que impede a coalescência.

Mecânica

Está relacionada à resistência da emulsão a forças mecânicas, como agitação ou mistura.

Térmica

Capacidade da emulsão de resistir a mudanças de temperatura sem alterar sua estrutura ou propriedades.

Caso as emulsões não apresentem estabilidade, poderá ocorrer um dos processos descritos na tabela abaixo que caracterizam a instabilidade de uma emulsão:

Tipos de instabilidade

Características

Creaming (Subida ou Flotação)

É a migração das gotículas de uma fase em direção à superfície ou ao fundo da emulsão devido à diferença de densidade.

Sedimentação

Deposição das gotículas mais pesadas no fundo da emulsão, resultando em uma separação clara entre as fases.

Floculação

Aglomeração de partículas formando flocos ou agregados, levando à coalescência e separação das fases.

Coalescência

Fusão de gotículas adjacentes, resultando em gotículas maiores e eventual separação das fases.

Amadurecimento de Ostwald

Mudança no tamanho das gotículas ao longo do tempo, com gotículas menores coalescendo para formar gotículas maiores.

Separação de fases

É o processo no qual as fases da emulsão se separam, resultando em uma clara demarcação entre a fase aquosa e a fase oleosa.

Acesse também: Como funciona a separação de misturas e quais são seus métodos?

Exercícios resolvidos sobre emulsão

Questão 1

Qual é a principal característica que define uma emulsão?

A) Presença de partículas sólidas em suspensão.

B) Mistura homogênea de substâncias miscíveis.

C) Combinação de gases em um único estado.

D) Mistura coloidal de substâncias imiscíveis.

E) Formação de compostos químicos estáveis.

Resolução:

Alternativa D.

Uma emulsão é caracterizada pela mistura coloidal de substâncias que normalmente não se misturariam, como óleo e água, formando gotículas dispersas.

Questão 2

Em que tipo de emulsão as gotículas de água estão dispersas na fase oleosa?

A) Emulsão Óleo em Água (O/A).

B) Emulsão Água em Óleo (A/O).

C) Emulsão Gasosa em Sólido (G/S).

D) Emulsão Sólido em Líquido (S/L).

E) Emulsão Líquido em Gás (L/G).

Resolução:

Alternativa B.

Na Emulsão água em óleo (A/O), as gotículas de água estão dispersas na fase oleosa, proporcionando estabilidade à mistura.

Fontes

BIRDI, K. S. Surface and colloid chemistry: Principles and applications. [s.l: s.n.].

CONTRERAS-RAMÍREZ, J. I. et al. Organogel-based emulsified systems, food applications, microstructural and rheological features-a review. Biointerface Research in Applied Chemistry, 2022.

LIU, M. et al. Preparation and Applications of Silicone Emulsions Using Biopolymers. In: Silicone Emulsions. [s.l: s.n.].

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MILLER, E. J. Emulsions. Theory and Practice. Journal of the American Chemical Society, v. 80, n. 20, p. 5578–5579, 1958.

PIDGEON, C.; HUNT, A. H.; DITTRICH, K. Formation of Multilayered Vesicles from Water/Organic-Solvent (W/O) Emulsions: Theory and Practice. Pharmaceutical Research: An Official Journal of the American Association of Pharmaceutical Scientists, v. 3, n. 1, p. 23–34, 1986.

USAID, A. Emulsion and it’s Applications in Food Processing-A Review. Journal of Engineering Research and Applications, v. 4, n. 4, p. 241–248, 2014.

Escritor do artigo
Escrito por: Jhonilson Pereira Gonçalves Graduado em ciências licenciatura/química (UEMA), mestre em química (UFMA) e pós-graduado em metodologia do ensino de física e química. Possui experiência na área da educação como professor do ensino fundamental ao superior.

Gostaria de fazer a referência deste texto em um trabalho escolar ou acadêmico? Veja:

GONçALVES, Jhonilson Pereira. "Emulsão"; Brasil Escola. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/emulsao.htm. Acesso em 15 de abril de 2024.

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