Potencjał elektrokinetyczny – definicja
Potencjał elektrokinetyczny (ang. electrokinetic potential) jest potencjałem elektrycznym występującym na granicy fazy stałej i ruchomej. Powstaje w wyniku gromadzenia się jonów elektrolitu z roztworu. Powłoka adsorpcyjna (wewnętrzna) powstaje poprzez gromadzenie się jonów na powierzchni fazy stałej, nadając cząstkom koloidalnym ładunek elektryczny. Natomiast powłoka rozmyta (zewnętrzna) tworzy się na skutek przyciągania elektrostatycznego jonów naładowanych przeciwnie. Dzięki temu, że cząstki koloidalne mają ładunek elektryczny mogą się poruszać w polu elektrycznym. Efektem tego jest występowanie zjawisk elektrokinetycznych. Jednym z nich jest elektroforeza wykorzystywana do oczyszczania gazów, rozdzielania emulsji czy odwadniania ciał stałych. Kolejnym zjawiskiem elektrokinetycznym jest elektroosmoza, którą wykorzystuje się w procesach odwadniania, filtracji oraz oczyszczania wody. Pozostałe zjawiska elektrokinetyczne to potencjał przepływowy oraz potencjał sedymentacyjny (efekt Dorna).
Od czego zależy potencjał elektrokinetyczny
Cząstka koloidalna może być naładowana dodatnio lub ujemnie w zależności od tego jakie jony są adsorbowane na powierzchni powłoki adsorpcyjnej. Można ustalić znak ładunku cząstek koloidalnych wymuszając adsorpcję określonych jonów na powierzchni jądra poprzez zmianę stężenia i rodzaju jonów obecnych w roztworze. Potencjał elektrokinetyczny zależy od grubości warstwy dyfuzyjnej. Grubość warstwy dyfuzyjnej jest tym mniejsza im większe jest stężenie jonów w roztworze i im większa jest ich wartościowość. Zmianę grubości warstwy elektrycznej uzyskuje się również poprzez modyfikację stężenia elektrolitu.
Jak obliczyć potencjał elektrokinetyczny
Potencjał elektrokinetyczny oblicza się ze wzoru M.Smoluchowskiego:
ζ=khu/He ;
k – współczynnik liczbowy zależny od kształtu cząstek koloidalnych
h – lepkość ośrodka dyspersyjnego
e – stała przenikalności dielektrycznej ośrodka dyspersyjnego
H – gradient potencjału pola elektrycznego