Que savoir sur le potentiel Zeta

Le potentiel zêta (potentiel ζ) est le différence de potentiel à travers les frontières de phase entre les solides et les liquides. C'est une mesure de la Charge électrique des particules sont en suspension dans le liquide. Puisque le potentiel zêta n'est pas égal au potentiel de surface électrique dans une double couche ou à la poupe potentiel, c'est souvent la seule valeur qui peut être utilisée pour décrire les propriétés à double couche d'un colloïdal dispersion. Le potentiel zêta, également appelé potentiel électrocinétique, est mesuré en millivolts (mV).

Dans colloïdes, le potentiel zêta est la différence de potentiel électrique à travers la couche ionique autour d'un colloïde chargé ion. En d'autres termes; c'est le potentiel dans la double couche d'interface au plan de glissement. En règle générale, plus le potentiel zêta est élevé, plus le colloïde est stable. Le potentiel zêta moins négatif que -15 mV représente généralement le début de l'agglomération de particules. Lorsque le potentiel zêta est égal à zéro, le colloïde se précipite dans un solide.

Le potentiel zêta ne peut pas être mesuré directement. Elle est calculée à partir de modèles théoriques ou estimée expérimentalement, souvent basée sur la mobilité électrophorétique. Fondamentalement, pour déterminer le potentiel zêta, on suit la vitesse à laquelle une particule chargée se déplace en réponse à un champ électrique. Les particules qui possèdent un potentiel zêta migreront vers les charges opposées électrode. Le taux de migration est proportionnel au potentiel zêta. Rapidité est généralement mesurée à l'aide d'un anémomètre Doppler laser. Le calcul est basé sur une théorie décrite en 1903 par Marian Smoluchowski. La théorie de Smoluchowski est valable pour toute concentration ou forme de particules dispersées. Cependant, il suppose une double couche suffisamment mince et ignore toute contribution de surface conductivité. De nouvelles théories sont utilisées pour effectuer des analyses électroacoustiques et électrocinétiques dans ces conditions.

Il existe un appareil appelé zêta-mètre - c'est cher, mais un opérateur qualifié peut interpréter les valeurs estimées qu'il produit. Les compteurs zêta reposent généralement sur l'un des deux effets électroacoustiques: l'amplitude sonore électrique et le courant de vibration colloïdal. L'avantage d'utiliser une méthode électroacoustique pour caractériser le potentiel zêta est que l'échantillon n'a pas besoin d'être dilué.

Étant donné que les propriétés physiques des suspensions et des colloïdes dépendent largement des propriétés de l'interface particule-liquide, la connaissance du potentiel zêta a des applications pratiques.

• Préparer des dispersions colloïdales pour les cosmétiques, encres, colorants, mousses et autres produits chimiques
• Détruisez les dispersions colloïdales indésirables pendant le traitement de l'eau et des eaux usées, la préparation de la bière et du vin et la dispersion des produits aérosols
• Réduisez le coût des additifs en calculant la quantité minimale nécessaire pour obtenir l'effet souhaité, comme la quantité de floculant ajoutée à l'eau pendant le traitement de l'eau
• Incorporer la dispersion colloïdale pendant la fabrication, comme dans les ciments, la poterie, les revêtements, etc.
• Utiliser les propriétés souhaitables des colloïdes, notamment l'action capillaire et la détergence. Les propriétés peuvent être appliquées pour la flottation minérale, l'absorption d'impuretés, la séparation du pétrole de la roche réservoir, les phénomènes de mouillage et le dépôt électrophorétique de peintures ou de revêtements
• Microélectrophorèse pour caractériser le sang, les bactéries et autres surfaces biologiques
• Caractériser les propriétés des systèmes argilo-aqueux
• De nombreuses autres utilisations dans le traitement des minéraux, la fabrication de céramiques, la fabrication d'électronique, la production pharmaceutique, etc.

American Filtration and Separations Society, "Quel est le potentiel Zeta?"

Brookhaven Instruments, «Applications potentielles Zeta».

Colloidal Dynamics, Electroacoustic Tutorials, "The Zeta Potential" (1999).

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

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