Potencial electrico

CUADERNO FIRP S610-A
MODULO DE ENSEÑANZA EN FENOMENOS INTERFACIALES

en español

Doble Capa Eléctrica Interfacial
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Jean-Louis SALAGER

LABORATORIO DE FORMULACION, INTERFASES REOLOGIA Y PROCESOS
UNIVERSIDAD DE LOS ANDES
FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA DE INGENIERIA QUIMICA

Mérida-Venezuela Versión # 2 (1998)

DOBLE CAPA ELECTRICA INTERFACIAL

Contenido

1. CARGAINTERFACIAL .................................................................................................2 1.1 SUPERFICIES SOLIDAS POLARES...........................................................................2 1.2 CARGA PRODUCIDA POR IONES EN UNA INTERFASE LIQ/LIQ..................................3 1.3 CARGAS PRODUCIDAS POR OTROS FENOMENOS..................................................3 2.MODELO DE GOUY - CHAPMAN ...............................................................................4 3. LONGITUD DEBYE - HUCKEL = ESPESOR CAPA DIFUSA ..................................7 4. MODELOS MAS PRECISOS.......................................................................................9 5. POTENCIAL ELECTROCINETICO ZETA................................................................11 6. REPULSION ELECTROSTATICA DE INTERFASES VECINAS...........................12 7. UNIDADES UTILIZADAS ...........................................................................................14 7.1 DIMENSIONES (UNIDADES SI).................................................................................14 7.2 UNIDADES YEQUIVALENCIAS................................................................................14 7.3 CONSTANTES........................................................................................................14

Cuaderno FIRP # S610A

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Doble Capa Interfacial

DOBLE CAPA ELECTRICA INTERFACIAL
1. CARGA INTERFACIAL
Cuando un sólido o un líquido apolar está en contacto con una solución acuosa de electrólito, se puede decir en forma general que lasuperficie del solido o la interfase líquidolíquido presenta un exceso de carga por unidad de área. Un exceso equivalente pero de signo contrario está ubicado en la fase acuosa a proximidad de la interfase. Ambas distribuciones de carga constituyen la llamada doble carga interfacial. La aparición de carga interfacial se debe a varios fenómenos que se describen a continuación. 1.1 SUPERFICIES SOLIDASPOLARES Al producirse una superficie sólida se rompen unos enlaces. En el caso de la sílice, por ejemplo, dicha ruptura produce sitios con cargas positivas o negativas, que al contacto con agua resultan en una hidroxilación. O OO OH + + 2H ---> Si Si O OO OH Si+ O Si+ Si OH Si OH

+ 2OH - ---> O

Por liberación de iones hidrógeno, la sílice hidroxilada produce una superficie negativa, salvo abajo pH en cuyo caso la forma no disociada es estable. La adsorción relativa de iones H+ y OH - determina la densidad de carga, es decir la carga eléctrica por unidad de área en la superficie (σo)
σo = e (ΓH+ - ΓOH-)

donde los Γ se refieren a las concentraciones adsorbidas (moléculas por unidad de área) y "e" es la carga elemental. Si las concentraciones adsorbidas son iguales, el pHcorrespondiente se llama "punto de carga cero". Dicho pH puede determinarse por titulación potenciométrica. Un enfoque vecino consiste en determinar experimentalmente el pH al cual la movilidad electroforética de partículas sólidas es cero. Tal pH se llama "punto isoeléctrico" y es normalmente muy vecino al "punto de carga cero"; puede haber una diferencia debida al papel eventual de sustancias noiónicasadsorbidas en la determinación de la movilidad electroforética.

Cuaderno FIRP # S610A

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Doble Capa Interfacial

La hematita (Fe2O3) se comporta en forma semejante a la sílice, pudiendo producir una superficie positiva o negativa según e valor del pH. Fe(OH) 2+ + OH - FeO2- + H 3O+ 1.2 CARGA PRODUCIDA POR IONES EN UNA INTERFASE LIQ/LIQ Ciertos líquidos apolares pueden contener...