Química

O que é Potencial Zeta – definição

O potencial zeta (ζ-potencial) é a diferença de potencial entre os limites de fase entre sólidos e líquidos . É uma medida da carga elétrica de partículas que são suspensas em líquido. Uma vez que o potencial zeta não é igual ao potencial da superfície elétrica em uma camada dupla ou ao potencial Stern, muitas vezes é o único valor que pode ser usado para descrever propriedades de 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 através da camada iónica em torno de um íon colóide carregado . Dito de outra forma, é o potencial na camada de interface dupla no plano de deslizamento. Normalmente, quanto maior o potencial zeta, mais estável é o colóide . O potencial Zeta que é menos negativo do que -15 mV geralmente representa os começos da aglomeração de partículas. Quando o potencial zeta é igual a zero, o colóide precipitará 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, muitas vezes com base na mobilidade eletroforética. Basicamente, para determinar o potencial zeta, um deles rastreia essa taxa na qual uma partícula carregada se move em resposta a um campo elétrico. As partículas que possuem um potencial zeta migrarão para o eletrodo carregado oposta.

A taxa de migração é proporcional ao potencial zeta. A velocidade normalmente é medida usando um Anemómetro Doppler 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, ele 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 nessas condições.

Existe um dispositivo chamado medidor zeta – é caro, mas um operador treinado pode interpretar os valores estimados que ele produz. Os medidores Zeta geralmente 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

Uma vez que as propriedades físicas das suspensões e colóides dependem em grande parte das propriedades da interface partículas-líquidos, conhecer o potencial zeta tem aplicações práticas.

As medidas do potencial Zeta são usadas para:

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

Referências

Sociedade Americana de Filtração e Separações, “O que é o potencial Zeta?”

Brookhaven Instruments, “Zeta Potential Applications”.

Dinâmica coloidal, Tutoriais eletroacústicos, “The Zeta Potential” (1999).

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

Dukhin, SS

e Semenikhin, NM  Koll. Zhur. , 32, 366 (1970).

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