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Definição de potencial zeta

Definição de potencial zeta

O potencial zeta (potencial ζ) é a diferença de potencial entre os limites da fase entre sólidos e líquidos. É uma medida da carga elétrica das partículas que são suspensas no líquido. Como o potencial zeta não é igual ao potencial elétrico da superfície em uma camada dupla ou ao potencial da popa, geralmente é o único valor que pode ser usado para descrever as propriedades da camada dupla de uma dispersão coloidal. O potencial zeta, também conhecido como potencial eletrocinético, é medido em milivolts (mV).

Nos colóides, o potencial zeta é a diferença de potencial elétrico na camada iônica em torno de um íon colóide carregado. Dito de outra maneira; é o potencial na camada dupla da interface no plano de escorregamento. Normalmente, quanto maior o potencial zeta, mais estável o colóide. O potencial zeta que é menos negativo que -15 mV normalmente representa o início da aglomeração de partículas. Quando o potencial zeta é igual a zero, o colóide se precipita em um sólido.

Medindo o potencial zeta

O potencial zeta não pode ser medido diretamente. É calculado a partir de modelos teóricos ou estimado experimentalmente, geralmente com base na mobilidade eletroforética. Basicamente, para determinar o potencial zeta, rastreia-se a taxa na qual uma partícula carregada se move em resposta a um campo elétrico. Partículas que possuem um potencial zeta migrarão em direção ao eletrodo de carga oposta. A taxa de migração é proporcional ao potencial zeta. A velocidade normalmente é medida usando um anemômetro Doppler a laser. O cálculo é baseado em uma teoria descrita em 1903 por Marian Smoluchowski. A teoria de Smoluchowski é válida para qualquer concentração ou forma de partículas dispersas. No entanto, assume uma camada dupla suficientemente fina e ignora qualquer contribuição da condutividade da superfície. Teorias mais recentes são usadas para realizar análises eletroacústicas e eletrocinéticas sob essas condições.

Existe um dispositivo chamado medidor zeta - é caro, mas um operador treinado pode interpretar os valores estimados que produz. Os medidores Zeta normalmente dependem de um dos dois efeitos eletroacústicos: amplitude sônica elétrica e corrente de vibração colóide. A vantagem de usar um método eletroacústico para caracterizar o potencial zeta é que a amostra não precisa ser diluída.

Aplicações do potencial Zeta

Como as propriedades físicas de suspensões e colóides dependem amplamente das propriedades da interface partícula-líquido, conhecer o potencial zeta tem aplicações práticas.

As medições de potencial Zeta são usadas para

  • Prepare dispersões coloidais para cosméticos, tintas, corantes, espumas e outros produtos químicos
  • Destruir dispersões coloidais indesejáveis ​​durante o tratamento de água e esgoto, preparação de cerveja e vinho e dispersão de produtos em aerossol
  • Reduza o custo dos aditivos calculando a quantidade mínima necessária para obter o efeito desejado, como a quantidade de floculante adicionada à água durante o tratamento da água
  • Incorpore a dispersão coloidal durante a fabricação, como em cimentos, cerâmicas, revestimentos, etc.
  • Utilize as propriedades desejáveis ​​dos colóides, que incluem ação capilar e detergência. As propriedades podem ser aplicadas para flutuação mineral, absorção de impurezas, separação do petróleo da rocha do reservatório, fenômenos de umedecimento e deposição eletroforética de tintas ou revestimentos
  • Microeletroforese para caracterizar sangue, bactérias e outras superfícies biológicas
  • Caracterizar as propriedades dos sistemas argila-água
  • Muitos outros usos no processamento mineral, fabricação de cerâmica, fabricação de eletrônicos, produção farmacêutica, etc.

Referências

Sociedade Americana de Filtragem e Separações, "O que é o potencial zeta?"

Brookhaven Instruments, "Zeta Potential Applications".

Dinâmica coloidal, Tutoriais eletroacústicos, "O potencial zeta" (1999).

M. von Smoluchowski, Bull. Int. Acad. Sci. Cracovie, 184 (1903).

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