Τι να ξέρετε για το δυναμικό Zeta

Το δυναμικό zeta (ζ-δυναμικό) είναι το πιθανή διαφορά πέρα από τα όρια φάσης μεταξύ στερεών και υγρών. Είναι ένα μέτρο του ηλεκτρική φόρτιση των σωματιδίων είναι αιωρούμενα σε υγρό. Δεδομένου ότι το δυναμικό zeta δεν είναι ίσο με το δυναμικό ηλεκτρικής επιφάνειας σε ένα διπλό στρώμα ή στην πρύμνη είναι συχνά η μόνη τιμή που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να περιγράψει τις ιδιότητες διπλής στιβάδας ενός κολλοειδούς διασπορά. Το δυναμικό Zeta, επίσης γνωστό ως ηλεκτροκινητικό δυναμικό, μετριέται σε millivolts (mV).

Σε κολλοειδή, το δυναμικό zeta είναι η διαφορά ηλεκτρικού δυναμικού στο ιονικό στρώμα γύρω από ένα φορτισμένο κολλοειδές ιόν. Θετω με αλλο τροπο; είναι το δυναμικό στη διεπαφή διπλό στρώμα στο επίπεδο ολίσθησης. Τυπικά, όσο υψηλότερο είναι το ζετα-δυναμικό, τόσο πιο σταθερό είναι το κολλοειδές. Το δυναμικό Zeta που είναι λιγότερο αρνητικό από -15 mV τυπικά αντιπροσωπεύει τις αρχές συσσωμάτωσης σωματιδίων. Όταν το zeta-δυναμικό ισούται με το μηδέν, το κολλοειδές θα καθιζάνει σε ένα στερεό.

Το δυναμικό Zeta δεν μπορεί να μετρηθεί άμεσα. Υπολογίζεται από θεωρητικά μοντέλα ή εκτιμάται πειραματικά, συχνά με βάση την ηλεκτροφορητική κινητικότητα. Βασικά, για να προσδιοριστεί το δυναμικό zeta, κάποιος παρακολουθεί εκείνο τον ρυθμό με τον οποίο ένα φορτισμένο σωματίδιο κινείται σε απόκριση ενός ηλεκτρικού πεδίου. Τα σωματίδια που διαθέτουν δυναμικό zeta θα μεταναστεύσουν προς τα αντίθετα φορτισμένα ηλεκτρόδιο. Ο ρυθμός μετανάστευσης είναι ανάλογος του δυναμικού zeta. Ταχύτητα τυπικά μετράται με τη χρήση ενός αερομετρικού ανιχνόμετρου Laser Doppler. Ο υπολογισμός βασίζεται σε μια θεωρία που περιγράφεται το 1903 από τον Marian Smoluchowski. Η θεωρία του Smoluchowski ισχύει για οποιαδήποτε συγκέντρωση ή σχήμα διεσπαρμένων σωματιδίων. Ωστόσο, υποθέτει ένα αρκετά λεπτό διπλό στρώμα, και αγνοεί κάθε συμβολή της επιφάνειας αγώγιμο. Νεότερες θεωρίες χρησιμοποιούνται για την πραγματοποίηση ηλεκτροακουστικών και ηλεκτροκινητικών αναλύσεων κάτω από αυτές τις συνθήκες.

Υπάρχει μια συσκευή που ονομάζεται μετρητής zeta - είναι ακριβό, αλλά ένας εκπαιδευμένος χειριστής μπορεί να ερμηνεύσει τις εκτιμώμενες τιμές που παράγει. Οι μετρητές Zeta βασικά βασίζονται σε ένα από τα δύο ηλεκτροακουστικά αποτελέσματα: ηλεκτρικό ηχητικό πλάτος και κολλοειδές ρεύμα δόνησης. Το πλεονέκτημα της χρήσης μιας ηλεκτροακουστικής μεθόδου για τον χαρακτηρισμό του δυναμικού zeta είναι ότι το δείγμα δεν χρειάζεται να αραιωθεί.

Δεδομένου ότι οι φυσικές ιδιότητες των εναιωρημάτων και των κολλοειδών εξαρτώνται σε μεγάλο βαθμό από τις ιδιότητες της διασύνδεσης σωματιδίου-υγρού, γνωρίζοντας ότι το δυναμικό zeta έχει πρακτικές εφαρμογές.

• Προετοιμάστε κολλοειδή διασπορά για καλλυντικά, μελάνια, χρώματα, αφρούς και άλλα χημικά
• Καταστρέφουν ανεπιθύμητες κολλοειδείς διασπορές κατά τη διάρκεια επεξεργασίας νερού και λυμάτων, παρασκευής μπύρας και οίνου και διασποράς προϊόντων αερολύματος
• Μείωση του κόστους των προσθέτων με τον υπολογισμό της ελάχιστης ποσότητας που απαιτείται για την επίτευξη του επιθυμητού αποτελέσματος, όπως η ποσότητα κροκιδωτικού που προστίθεται στο νερό κατά τη διάρκεια της επεξεργασίας νερού
• Ενσωματώστε κολλοειδή διασπορά κατά τη διάρκεια της κατασκευής, όπως στα τσιμέντα, στην κεραμική, στις επικαλύψεις κλπ.
• Χρησιμοποιήστε τις επιθυμητές ιδιότητες των κολλοειδών, οι οποίες περιλαμβάνουν την τριχοειδή δράση και την απορρυπαντικότητα. Οι ιδιότητες μπορούν να εφαρμοστούν για την επίπλευση των ορυκτών, την απορρόφηση ακαθαρσιών, τον διαχωρισμό του πετρελαίου από το βράχο των δεξαμενών, τα φαινόμενα διαβροχής και την ηλεκτροφορητική εναπόθεση χρωμάτων ή επικαλύψεων
• Μικροηλεκτροφόρηση για τον χαρακτηρισμό του αίματος, των βακτηρίων και άλλων βιολογικών επιφανειών
• Χαρακτηρίστε τις ιδιότητες των συστημάτων αργίλου-νερού
• Πολλές άλλες χρήσεις στην επεξεργασία ορυκτών, κατασκευή κεραμικών, κατασκευή ηλεκτρονικών, φαρμακευτική παραγωγή κλπ.

Αμερικανική κοινωνία φιλτραρίσματος και διαχωρισμού, "Τι είναι το δυναμικό Zeta;"

Brookhaven Instruments, "Δυνητικές Εφαρμογές Zeta".

Κολλοειδής Δυναμική, Ηλεκτροακουστικά Εκπαιδευτικά Σεμινάρια, "Το Δυναμικό Zeta" (1999).

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

Dukhin, S.S. and Semenikhin, Ν.Μ. Koll. Zhur., 32, 366 (1970).