Principios del Potencial Zeta y métodos de medición

El potencial zeta es una característica física de las partículas presentes en una suspensión.
Se puede utilizar para prever interacciones en la superficie de suspensiones, emulsiones y soluciones de proteínas, con el fin de optimizar las composiciones de películas o soluciones. A través de la comprensión del potencial zeta, se puede reducir el tiempo de desarrollo de productos. También se usa para predecir la estabilidad a largo plazo.
Potencial Zeta

Capa eléctrica doble

La determinación de la carga final en la superficie de la partícula está influenciada por la distribución de iones en la región de contacto, que aumenta la densidad de los iones contrarios (contracarga en la superficie). De esta manera, la capa eléctrica doble se distribuye alrededor de cada partícula.

Potencial zeta

Hay dos capas líquidas alrededor de la partícula; la capa interna (Stern: capa electrónica), donde los iones están fuertemente ligados, y una capa externa (difusa) más débilmente ligada. La región externa es un límite teórico en el que los iones y las partículas existen establemente. Por ejemplo, cuando las partículas se mueven (debido a la gravedad), los iones se moverán dentro del límite. Los iones fuera del límite existen como grandes dispersantes. Este potencial en el límite (cizalladura hidrodinámica en la superficie) es el potencial zeta. (figura 7).

 

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Factores que afectan el potencial zeta

• pH

En soluciones acuosas, el pH de la muestra es el factor más importante que influye en el potencial zeta. Supongamos que hay partículas con carga negativa en la suspensión.
Al añadir álcali a la suspensión, las partículas adquieren una carga negativa más fuerte. Al añadir ácido, las partículas alcanzarán un punto de carga neutra. Al seguir añadiendo ácido, la carga se tornará positiva.

En este caso, la curva del potencial zeta con respecto al pH tomará un valor positivo a pH bajos y un valor negativo a pH altos. El punto donde el potencial zeta es cero al variar el pH se denomina punto isoeléctrico, y es un indicador importante para comprender las partículas. Generalmente, en sistemas coloidales, el valor debe ser mayor que el punto isoeléctrico para mantener la estabilidad mínima.

• Conductividad

El grosor de la capa doble (κ-1) es determinado por la concentración iónica en la solución, calculado según la fuerza iónica en la solución. Una alta fuerza iónica permitirá formar una capa doble más comprimida. Los iones también afectan el grosor de la capa doble.
Un ion trivalente como Al3+ formará una capa doble más gruesa que un ion monovalente como Na+.

Los iones inorgánicos pueden influir en la carga de la superficie de dos maneras: i) si no ocurre adsorción de iones, no afecta el punto isoeléctrico; ii) si hay adsorción de iones específicos que alteran el punto isoeléctrico. La adsorción de iones específicos a la superficie de la partícula (incluso a bajas concentraciones) puede tener un gran impacto en el potencial zeta de la dispersión de partículas. En algunos casos, la adsorción de iones específicos puede incluso revertir la carga.

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