Mitä tietää Zeta-potentiaalista

Zeta-potentiaali (ζ-potentiaali) on mahdollinen eroavaisuus kiinteiden ja nesteiden välisten vaiherajojen yli. Se on mitta sähkövaraus hiukkasista ovat suspendoituneet nesteeseen. Koska zeta-potentiaali ei ole yhtä suuri kuin kaksoiskerroksen tai Sternin sähköinen pintapotentiaali potentiaalin suhteen, se on usein ainoa arvo, jota voidaan käyttää kuvaamaan kolloidin kaksikerrosominaisuuksia dispersio. Zeta-potentiaali, joka tunnetaan myös nimellä elektrokineettinen potentiaali, mitataan millivoltteina (mV).

Sisään kolloidit, zeta-potentiaali on sähköisen potentiaaliero ionisen kerroksen välillä varautuneen kolloidin ympärillä ioni. Toinen tapa; se on potentiaali rajapinnan kaksikerroksessa liukastustasossa. Tyypillisesti, mitä korkeampi zeeta-potentiaali, sitä vakaampi kolloidi. Zeta-potentiaali, joka on vähemmän negatiivinen kuin -15 mV, edustaa tyypillisesti hiukkasten agglomeroitumisen alkua. Kun zeeta-potentiaali on nolla, kolloidi saostuu kiinteäksi aineeksi.

Zeta-potentiaalia ei voida mitata suoraan. Se lasketaan teoreettisista malleista tai arvioidaan kokeellisesti, usein perustuen elektroforeettiseen liikkuvuuteen. Periaatteessa zeeta-potentiaalin määrittämiseksi seurataan sitä nopeutta, jolla varautunut hiukkanen liikkuu vasteena sähkökenttään. Hiukkaset, joilla on zeetapotentiaali, siirtyvät kohti päinvastoin ladattua elektrodi. Siirtymisnopeus on verrannollinen zeta-potentiaaliin. Nopeus mitataan tyypillisesti laserdoppler-anemometrillä. Laskelma perustuu teoriaan, jonka Marian Smoluchowski kuvasi vuonna 1903. Smoluchowskin teoria pätee kaikkiin dispergoituneiden hiukkasten pitoisuuksiin tai muotoihin. Siinä oletetaan kuitenkin olevan riittävän ohut kaksikerros, ja siinä ei huomioida mitään pinnan vaikutusta johtokyky. Uusimpia teorioita käytetään elektroakustisten ja sähkökokineettisten analyysien suorittamiseen näissä olosuhteissa.

Siellä on laite, jota kutsutaan zeeta-mittariksi - se on kallis, mutta koulutettu käyttäjä voi tulkita tuottamansa arvioidut arvot. Zeta-mittarit luottavat tyypillisesti yhteen kahdesta elektroakustisesta tehosta: sähköisen äänen amplitudista ja kolloidivärähtelyvirrasta. Elektroakustisen menetelmän käytön etuna katapotentiaalin karakterisoinnissa on se, että näytettä ei tarvitse laimentaa.

Koska suspensioiden ja kolloidien fysikaaliset ominaisuudet riippuvat suurelta osin hiukkas-neste-rajapinnan ominaisuuksista, on zeeta-potentiaalin tuntemisella käytännön sovelluksia.

• Valmista kolloidiset dispersiot kosmetiikalle, musteille, väriaineille, vaahdoille ja muille kemikaaleille
• Tuhoa epätoivotut kolloidiset dispersiot veden ja jäteveden käsittelyn, oluen ja viinin valmistuksen ja aerosolituotteiden dispergoinnin aikana
• Vähennä lisäaineiden kustannuksia laskemalla vähimmäismäärä, joka tarvitaan halutun vaikutuksen saavuttamiseksi, kuten veteen lisätyn flokkulantin määrä vedenkäsittelyn aikana
• Ota kolloidinen dispersio mukaan valmistuksen aikana, kuten sementteihin, keramiikkaan, pinnoitteisiin jne.
• Hyödyntäkää kolloidien toivottuja ominaisuuksia, joihin sisältyy kapillaarivaikutus ja detergentti. Ominaisuuksia voidaan soveltaa mineraaliflotaatioon, epäpuhtauksien imeytymiseen, öljyn erottamiseen säiliökalliosta, kostutusilmiöihin ja maalien tai pinnoitteiden elektroforeettiseen kerrostumiseen
• Mikroelektroforeesi veren, bakteerien ja muiden biologisten pintojen karakterisoimiseksi
• Karakterisoi savi-vesijärjestelmien ominaisuudet
• Monet muut käyttökohteet mineraalien käsittelyssä, keramiikan valmistuksessa, elektroniikan valmistuksessa, lääkkeiden tuotannossa jne.

Amerikkalainen suodatus- ja erotteluyhdistys, "Mikä on Zeta-potentiaali?"

Brookhaven Instruments, "Zeta-potentiaaliset sovellukset".

Kolloidinen dynamiikka, elektroakustiset oppaat, "Zeta-potentiaali" (1999).

M. von Smoluchowski, härkä. Int. Acad. Sei. Cracovie, 184 (1903).

Dukhin, S.S. ja Semenikhin, N.M. Koll. Zhur., 32, 366 (1970).