Fenómenos Electrocineticos

Fenómenos electrocinéticos
En presencia de una interfase cargada se desarrolla una doble capa eléctrica interfacial compuesta de una capa adsorbida fija (Stern) y una capa difusa en el seno del fluido (Gouy-Chapman). La capa de Stern tiene típicamente 2-3 Å, y la capa difusa puede extenderse según los casos de 10 a 1000 Å. En la capa difusa existe una distribución de carga eléctrica no-nula detipo Boltzman.
Si se aplica un campo eléctrico paralelo a la interfase en esta región, se produce por lo tanto una fuerza neta sobre el fluido de la doble capa, que produce un fenómeno electrocinético llamado ELECTRO-OSMOSIS.
Inversamente si se fuerza un movimiento del fluido de la doble capa, la deslocalización de carga resultante induce el campo eléctrico del fenómeno llamado POTENCIAL DEFLUJO.
Los dos fenómenos electrocinéticos anteriores corresponden al caso de una interfase estacionaria cerca de la cual puede moverse el fluido, por ejemplo un medio poroso o un tubo capilar. Ya que el movimiento interfase-fluido es relativo, existen dos otros casos que corresponden a un fluido estacionario y a una interfase susceptible de desplazarse. Como por ejemplo la de una partícula de tamañocoloidal o de una microgota de un fluido inmiscible.
Al aplicar un campo eléctrico a una suspensión coloidal, se produce un movimiento de las particulas llamado ELECTROFORESIS. Al desplazarse partículas cargadas en un campo de fuerzas (gravedad natural o artificial), se genera un campo eléctrico correspondiente al POTENCIAL DE SEDIMENTACION.
En los cuatro casos, la escala del movimiento relativodel fluido y del sólido es considerablemente mayor que el espesor de la doble capa eléctrica.
Potencial de Gouy (ψ0) es el potencial que corresponde a la superficie cargada es una medida del potencial total de la doble capa.
El modelo de GOUY-CHAPMAN está ilustrado en la fig. 1, e incluye las siguientes variables: x distancia en la fase líquida (capa difusa) desde la interfasecargada. En el modelo unidimensional, se usará una sección de área unitaria perpendicular a la superficie. Y potencial eléctrico el cual varía con x desde un cierto valor (promedio) yo en la interfase (x = 0) hasta cero (x infinito, es decir en el seno de la solución).
Los iones en exceso en la capa difusa están de una parte atraídos por la capa interfacial, y por otra parte tienden adispersarse bajo el efecto de la difusión y de la presión osmótica que tiende a igualar las concentraciones. El resultado de estos dos efectos es una distribución de Boltzman semejante a la distribución másica de moléculas en el campo gravitacional
Potencial de Stern (ψδ) es el potencial correspondiente al límite entre la parte difusa y la parte compacta de la doble capa.
El modelo deGOUY-CHAPMAN, particularmente la versión linearizada, supone un potencial bajo y una concentración iónica baja. En caso contrario, conduce a valores de l demasiado bajos (menor que el diámetro atómico).
Por otra parte, un ion de la capa difusa no puede acercarse a la superficie a una distancia inferior a su radio (como ion solvatado), lo que hace que la distribución de Boltzman no esaplicable muy cerca de la interfase.
Finalmente el tratamiento de GOUY-CHAPMAN supone que la constante dieléctrica del medio es la del solvente; en realidad dicho parámetro varía con la concentración de electrólitos.
La principal modificación fue la sugerencia de STERN de que existe una capa fija de iones adsorbidos de espesor x1. Esta capa de STERN tiene el espesor de undiámetro molecular o de algunos diámetros moleculares si los iones adsorbidos están solvatados.
En la mayoría de los casos de interés, el espesor de la capa de STERN es mucho más pequeño que el espesor de la capa difusa. Sin embargo se debe considerar el cambio de potencial dentro de la capa de STERN (el cual puede ser grande). El potencial al límite entre la capa STERN y la capa difusa es entonces y1...