Fisico Quimica
Páginas: 18 (4386 palabras)
Publicado: 10 de junio de 2012
INSTITUTO TECNOLOGICO DE DURANGO
Ing. Bioquimica
Fisicoquímica
Jenny Jaritzi Leon Manzanera
Monica Corral Herrera
Ing: Javier Lopez Mirando
INDICE
4.1 Potencial electrocinetico
4.1.1 Doble capa electrostatica
4.1.2 Tratamiento analitico
4.1.3 Influencia de iones sobre la doble capa
4.2 Estado coloidal
4.2.2 Clasificacion de sistemas coloidales
4.2.4 Preparaciony purificacion de sistemas coloidales
4.3 Propiedades cineticas de los sistemas coloidales
4.3.1 Movimiento Browniano
4.3.2 Difusion
4.1 POTENCIAL ELECTROCINETICO O ZETA
El paso de una solución de resistividad eléctrica ρ y viscosidad η a través de un medio capilar o poroso, puede generar un gradiente de potencial eléctrico a lo largo de la trayectoria del flujo. Este potencial eslo que se conoce como Potencial electrocinético.
Según Dakhnov la génesis de este potencial se debe a la adsorción preferencial de iones de la misma polaridad (en general aniones) en la superficie de los granos, formando una capa fija. Como respuesta a este fenómeno, se produce un enriquecimiento por parte del fluido intersticial de iones de polaridad opuesta formando otra capa (en este casomóvil), de forma que en presencia de un gradiente hidráulico, el movimiento del agua intersticial y por tanto de la capa móvil, genera una carga neta de separación en la dirección del movimiento. Estas dos capas es lo que se conoce como la doble capa de Helmotz.
Para un tubo capilar la amplitud del potencial electocinético V entre los dos extremos del conducto poroso, viene definido por la ecuaciónde Helmholtz , en donde ε es la constante dieléctrica, ρ la resistividad, η la viscosidad delelectrolito, ΔP el incremento de presión en los extremos del capilar, y ζ es el potencial Zeta o potencial eléctrico de la doble capa de Helmholtz.
Al cociente
se le denomina “electrokinetic coupling coeficient”.
Sin embargo, el uso de esta ecuación en problemas reales es poco práctica dadoque:
* En general la estimación de ζ en las rocas no es nada sencillo.
* Se basa en el estudio de un tubo capilar y por tanto no tiene en cuenta la complejidad de un medio poroso, en donde la relación granolumetría permeabilidad del medio, la forma y tortuosidad de los poros, así como otros factores, tienen una gran importancia en el comportamiento del potencial.
* Efectos secundarios(i.e. los observados en los minerales de las arcillas) pueden enmascarar los potenciales electrocinéticos puros, complicando por tanto la interpretación de los resultados.
* Por todo ello, los investigadores centraron sus esfuerzos en determinar y evaluar la influencia de distintos factores en el comportamiento del potencial electrocinético, tanto en terrenos no consolidados (arcillas, limosy arenas) como en medios fisurados
El potencial zeta describe la intensidad del campo eléctrico estático de la capa doble en el límite entre el grano y el fluido (plano de corte). Es utilizado para evaluar nanoparticulas
Una expresión del mismo obtenida por ajuste de datos por Pride y Morgan para concentraciones de sales menores a 0.5 mol/litro es:
Siendo la concentración de sales delelectrolito en mol/litro, y el potencial zeta en volts.
Figura 1
4.1.1 MODELO DE LA DOBLE CAPA
Se usa el modelo de la doble capa para visualizar la atmósfera iónica en la proximidad del coloide cargado y para explicar como actúan las fuerzas eléctricas de repulsión. Es posible entender este modelo como una secuencia de etapas que ocurren alrededor de un coloide negativo, si los iones queneutralizan sus cargas son repentinamente separados (figura 2) (Coagulation & Flocculation, Zeta-Meter).
Figura 2
La vista izquierda muestra el cambio en la densidad de carga alrededor del coloide. La derecha muestra la distribución de iones positivos y negativos alrededor del coloide cargado.
Efecto del coloide sobre el ion positivo (llamado contraion) en la solución. Inicialmente, la...
Ing. Bioquimica
Fisicoquímica
Jenny Jaritzi Leon Manzanera
Monica Corral Herrera
Ing: Javier Lopez Mirando
INDICE
4.1 Potencial electrocinetico
4.1.1 Doble capa electrostatica
4.1.2 Tratamiento analitico
4.1.3 Influencia de iones sobre la doble capa
4.2 Estado coloidal
4.2.2 Clasificacion de sistemas coloidales
4.2.4 Preparaciony purificacion de sistemas coloidales
4.3 Propiedades cineticas de los sistemas coloidales
4.3.1 Movimiento Browniano
4.3.2 Difusion
4.1 POTENCIAL ELECTROCINETICO O ZETA
El paso de una solución de resistividad eléctrica ρ y viscosidad η a través de un medio capilar o poroso, puede generar un gradiente de potencial eléctrico a lo largo de la trayectoria del flujo. Este potencial eslo que se conoce como Potencial electrocinético.
Según Dakhnov la génesis de este potencial se debe a la adsorción preferencial de iones de la misma polaridad (en general aniones) en la superficie de los granos, formando una capa fija. Como respuesta a este fenómeno, se produce un enriquecimiento por parte del fluido intersticial de iones de polaridad opuesta formando otra capa (en este casomóvil), de forma que en presencia de un gradiente hidráulico, el movimiento del agua intersticial y por tanto de la capa móvil, genera una carga neta de separación en la dirección del movimiento. Estas dos capas es lo que se conoce como la doble capa de Helmotz.
Para un tubo capilar la amplitud del potencial electocinético V entre los dos extremos del conducto poroso, viene definido por la ecuaciónde Helmholtz , en donde ε es la constante dieléctrica, ρ la resistividad, η la viscosidad delelectrolito, ΔP el incremento de presión en los extremos del capilar, y ζ es el potencial Zeta o potencial eléctrico de la doble capa de Helmholtz.
Al cociente
se le denomina “electrokinetic coupling coeficient”.
Sin embargo, el uso de esta ecuación en problemas reales es poco práctica dadoque:
* En general la estimación de ζ en las rocas no es nada sencillo.
* Se basa en el estudio de un tubo capilar y por tanto no tiene en cuenta la complejidad de un medio poroso, en donde la relación granolumetría permeabilidad del medio, la forma y tortuosidad de los poros, así como otros factores, tienen una gran importancia en el comportamiento del potencial.
* Efectos secundarios(i.e. los observados en los minerales de las arcillas) pueden enmascarar los potenciales electrocinéticos puros, complicando por tanto la interpretación de los resultados.
* Por todo ello, los investigadores centraron sus esfuerzos en determinar y evaluar la influencia de distintos factores en el comportamiento del potencial electrocinético, tanto en terrenos no consolidados (arcillas, limosy arenas) como en medios fisurados
El potencial zeta describe la intensidad del campo eléctrico estático de la capa doble en el límite entre el grano y el fluido (plano de corte). Es utilizado para evaluar nanoparticulas
Una expresión del mismo obtenida por ajuste de datos por Pride y Morgan para concentraciones de sales menores a 0.5 mol/litro es:
Siendo la concentración de sales delelectrolito en mol/litro, y el potencial zeta en volts.
Figura 1
4.1.1 MODELO DE LA DOBLE CAPA
Se usa el modelo de la doble capa para visualizar la atmósfera iónica en la proximidad del coloide cargado y para explicar como actúan las fuerzas eléctricas de repulsión. Es posible entender este modelo como una secuencia de etapas que ocurren alrededor de un coloide negativo, si los iones queneutralizan sus cargas son repentinamente separados (figura 2) (Coagulation & Flocculation, Zeta-Meter).
Figura 2
La vista izquierda muestra el cambio en la densidad de carga alrededor del coloide. La derecha muestra la distribución de iones positivos y negativos alrededor del coloide cargado.
Efecto del coloide sobre el ion positivo (llamado contraion) en la solución. Inicialmente, la...
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