Potenziali valori Z, gradi di coagulazione, determinazione, usi

Lui Potenziale z o Il potenziale elettrocinetico è una proprietà di particelle sospese colloidali che indicano quanto sono grandi le magnitudini delle loro cariche elettriche rispetto all'ambiente di dispersione. È rappresentato dalla lettera greca ζ e ha unità V o MV.

Le particelle colloidali sono generalmente un carico negativo associato alla loro natura. Quando questi sono dispersi in qualsiasi mezzo, attirano particelle di cariche positive, che finiscono per formare uno strato dello spessore degli ioni: lo strato di poppa (immagine inferiore).

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Su questo strato fisso (Stern strato), Secondo le dimensioni della particella colloidale, sia solido, liquido o soda, verranno aggiunti altri ioni vicini. La maggior parte di loro rimarrà positiva, perché sperimentano il grande carico negativo della particella colloidale; Tuttavia, appariranno anche particelle negative, dando origine a un doppio strato elettrico.

Oltre allo strato di doppia elettricità, avrà il mezzo diffuso e disperso, indifferente al carico della particella colloidale. Pertanto, la potenziale z riflette come è caricata questa particella davanti all'ambiente che la circonda, prendendo come riferimento al piano (Piano scivolare, sopra) che separa il doppio strato elettrico con il resto della soluzione.

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Valori

Intervalli

Il potenziale Z può acquisire determinati valori, positivi o negativi, secondo il segno del carico che trasportano le particelle colloidali. Molti di loro mostrano ζ valori in un intervallo di -60 mV a 60 mV.

Se ζ è inferiore o al di sopra di questo intervallo di valori, la stabilità delle particelle colloidali sarà eccellente, il che significa che rimarranno dispersi senza aggiungere.

Nel frattempo, quelle particelle che hanno un valore di ζ tra -10 mV e 10 mV, saranno inclini all'agglomerato; Finché non sono coperti da film di molecole ancorate covalentemente sulle loro superfici. Si dice quindi che lo stato colloidale sia "pause".

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Variazioni

Questi valori devono essere riportati con le indicazioni del pH e del solvente in cui sono stati determinati. Ad esempio, ζ varierà notevolmente con l'aggiunta di un acido, in quanto fornisce ioni H⁺ che si intrufola nel doppio strato che circonda le particelle. Ciò si traduce in un aumento positivo di ζ.

Quando ζ ha un valore di 0, parliamo del punto isoelettrico della soluzione. Pertanto, è la regione in cui le particelle tenderanno molto di più ad agglomerarsi. L'aggiunta di sali mostra lo stesso effetto: gli ioni aggregati diminuiranno o comprimeranno il doppio strato, avendo di conseguenza l'agglomerazione.

Gradi di coagulazione

Il potenziale z è responsabile delle particelle colloidali di uguali carichi che si respingono a vicenda. Si dice quindi che il grado di coagulazione sia nullo, perché non vi è alcuna possibilità di interagire.

Poiché tali carichi neutralizzano, le particelle inizieranno a interagire attraverso le forze di van der Walls, fino a quando non si verifica la coagulazione.

Determinazione

L'elettroforesi è un metodo utilizzato per stimare il valore del potenziale z di una particella sospesa.

Quando viene applicato un campo elettrico, le particelle caricate elettricamente si sposteranno sull'elettrodo che ha un carico contrario al loro. La mobilità elettroforetica è direttamente correlata alla velocità della particella in elettroforesi e inversamente al gradiente di tensione.

Pertanto, il potenziale zeta è soggetto a mobilità elettroforetica, che a sua volta dipende dalla viscosità della soluzione, dalla differenza di tensione applicata tra gli elettrodi e dalla costante dielettrica della soluzione.

Questo spostamento è analizzato dall'incidenza di un raggio laser, la cui radiazione è dispersa da particelle mobili e causa variazioni della sua frequenza. Questi cambiamenti nella frequenza del laser sono correlati alla mobilità elettroforetica e infine, con il potenziale Z.

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Maggiore è la mobilità elettroforetica, maggiore è il potenziale z delle particelle in questione.

Applicazioni

Determinazione dei cambiamenti superficiali

Le misurazioni di ζ consentono di stabilire se ci sono stati cambiamenti superficiali nelle particelle colloidali. Capire da queste modifiche alle interazioni tra due o più aggregati.

Ad esempio, se le particelle A e B si mescolano e ζ cambiano per entrambi, significa che stanno interagendo; E quindi, che le loro superfici sperimentano cambia in termini di carichi.

Filtro media

La maggior parte dei colloidi, particelle, batteri e pirogeni sono caricati negativamente. Un mezzo di filtro può essere modificato per dare origine a un potenziale Z positivo.

Gli elementi di filtraggio con z positivi hanno il vantaggio che piccoli organismi e carichi negativamente, con radio più basse dei micron rimuove.

L'acqua demineralizzata ha una scala di pH tra 5 e 8. Pertanto, la maggior parte delle particelle disciolte in esse acquisiscono un carico negativo. Ciò consente la sua eliminazione dell'acqua attraverso l'interazione con il filtro di carica positivo.

Trattamento delle acque

I fiumi presentano fluttuazioni in un breve periodo di tempo nella qualità dell'acqua che trasportano. Ciò determina che è necessario.

È stato determinato che con un valore potenziale zeta tra -2,28 e + 1,2 mV in acqua coagulata, si ottengono bassi torbidità e valori di colore.

Quindi, è possibile ottenere un comportamento ottimale dei processi di coagulazione e/o flocculazione dell'acqua, prendendo determinazioni nell'acqua coagulata del potenziale zeta come indicatore della destabilizzazione dei colloidi e di altre particelle.

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Il valore potenziale di Zeta ha una correlazione positiva con la dose coagulante applicata nella purificazione dell'acqua.

Preparazione di dipinti

La dispersione dei pigmenti di vernice è un requisito necessario per ottenere un prodotto di buona qualità. L'agglomerazione dei pigmenti produce la formazione di grani, che riducono la qualità della vernice, poiché ostacolano la sua applicazione.

Inoltre, la luminosità e la consistenza della vernice dipendono dal modo in cui le particelle che la formano sono disperse. La misurazione del potenziale zeta serve a controllare la composizione della vernice, consentendo gli additivi ottimali degli additivi necessari per una corretta dispersione dei pigmenti.

Fluidizzazione di una sospensione

Carregenano è un polielettrolita dotato di carico negativo che viene utilizzato come agente del fluidificatore. Il poliielettrolita viene adsorbito alla superficie delle particelle insolubili e inverte la flocculazione, non appena il potenziale valore z acquisisce un valore critico.

Questo sistema è stato utilizzato nella sospensione dell'idrossido di alluminio antiacido. La riduzione del potenziale z è correlata alla viscosità della sospensione.

Riferimenti

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