3.3.3 Вирази для дзета-потенціалу

У найпростіших випадках, коли відсутні явища, що ускладнюють процес, зв’язок між дзета-потенціалом (кількісною характеристикою електрокінетичного явища) і параметрами стану системи визначаються рівняннями:

а) у випадку електрофорезу

;

б) у випадку електроосмосу

;

в) у випадку потенціалу протікання

,

де – лінійна швидкість електрофорезу при градієнті потенціалу ; – об’ємна швидкість електроосмосу при силі струму в системі, що дорівнює ; – потенціал протікання, який виникає при перепаді тиску ; – в’язкість;  – питома електропровідність; – діелектрична провідність дисперсного середовища; – діелектрична стала.

3.3.4 Вплив різних факторів на дзета-потенціал

Оскільки дзета-потенціал у багатьох випадках є величиною, що характеризує стабільність колоїдної системи, дуже важливо розглянути вплив на нього таких факторів, як введення в систему електролітів, зміна pH, концентрації розчину, температури тощо.

3.3.4.1 Вплив індиферентних електролітів

Індиферентні електроліти – це такі електроліти, які не мають йонів, здатних добудовувати кристалічну гратку колоїдної частинки.

Як уже було сказано вище, при розгляді теорії Гуї-Чепмена індиферентні електроліти не можуть суттєво змінити величину загального стрибка потенціалу колоїдних частинок. Дзета-потенціал вони знижують в результаті збільшення концентрації протийонів і стиснення ПЕШ (рис.3.28). В граничному випадку товщина ПЕШ може стати рівною товщині адсорбційного шару, а дзета-потенціал стає рівним нулю (ізоелектричний стан системи).

3.3.4.2 Вплив неіндиферентних електролітів

Вплив електроліту, один з йонів якого здатний добудовувати кристалічну гратку дисперсної фази, полягає в тому, що потенціалвизначальний йон цього електроліту може підвищувати потенціал , а йон, що був введений в парі з ним, і однойменний з зарядом протийону, здатний стискати ПЕШ, а, отже, зменшувати дзета-потенціал. При малих концентраціях неіндиферентного електроліту проявляється, здебільшого, перша тенденція, пов’язана з поверхневою дією йона, здатного добудовувати кристалічну гратку.

П

Рисунок 3.30 − Вплив неіндиферентного електроліту на і -потенціали

ри великих концентраціях, коли добудова кристалічної гратки завершена, переважає друга тенденція. Тому при введенні в систему все більших кількостей неіндиферентного електроліту дзета-потенціал спочатку зростає, а потім падає, проходячи через максимум ( ). Загальний стрибок в цьому випадку збільшується (рис.3.30).

3.3.4.3 Вплив pH-середовища

Значення pH дисперсійного середовища може сильно впливати на дзета-потенціал колоїдних частинок, оскільки H⁺ і OH^– йони володіють високою здатністю адсорбуватись: перші – завдяки малому радіусу, що дає змогу їм близько підходити до поверхні твердої фази, другі – внаслідок великого дипольного моменту.

3.3.4.4 Вплив концентрації колоїдної системи

Виходячи із загальних уявлень, можна передбачити, що при розведенні всякої колоїдної системи дзета-потенціал повинен зростати, оскільки товщина ПЕШ збільшується в результаті зменшення концентрації протийонів у системі. Разом з тим, при розведенні може спостерігатися десорбція потенціалвизначального йона з поверхні дисперсної фази, що повинно призводити до падіння - й відповідно дзета-потенціалу.

Концентрування колоїдного розчину зумовлює, зазвичай, протилежний ефект. В якому напрямку у підсумку зміниться дзета-потенціал при зміні концентрації колоїдної системи, визначається тим, вплив якого з двох факторів – розширення (стиснення) ПЕШ чи десорбція (адсорбція) потенціалвизначальних йонів в даному конкретному випадку виявиться сильнішим.