portur.top

  

Bästa artiklarna:

  
Main / Smoluchowski-modell av zeta-potentiella instrument

Smoluchowski modellerar zeta potentiella instrument

Rörelsen av laddade kolloidala partiklar i elektriskt fält kallas elektrofores. När den laddade fasta ytan är fixerad orsakar det elektriska fältet en rörelse av vätskan som kallas elektroosmos.

Att tvinga en vätska genom en kapillär eller porös plugg medför en skillnad i elektriska potentialer som kallas strömningspotential. Tvingad rörelse av laddade fasta partiklar i en vätska, t.ex.

Hastigheten i elektrofores och skillnaden i tryck mellan två ändar av kapilär eller porös plugg i elektroosmos är proportionell mot den applicerade fältstyrkan. Strömningspotentialen är proportionell mot det applicerade trycket. Sedimentationspotentialen är proportionell mot partiklarnas hastighet. De elektrokinetiska fenomenen följer ofta varandra, t.ex. Skjuvplanets glidplan är en imaginär yta som separerar det tunna vätskeskiktet bundet till den fasta ytan och visar elastiskt beteende från resten av vätskan som uppvisar normalt visköst beteende.

Den elektriska potentialen vid skjuvplanet kallas zeta potential. I den första grova approximationen är den elektroforetiska rörligheten förhållandet mellan partiklarnas hastighet och fältstyrkan, inducerad tryckdifferens i elektroosmos, strömningspotential och sedimenteringspotential proportionell mot zetapotentialen. Stabiliteten hos hydrofoba kolloider beror på zetapotentialen: Även när ytladdningstätheten är mycket hög men zetapotentialen är låg är kolloiderna instabila.

Hastigheten för heterokoaguleringskoagulering av olika partiklar beror också på zeta-potentalerna för båda partiklarna. Därför är zetapotentialen en viktig parameter som kännetecknar kolloidal dispersion. Tidigare var elektroosmos den mest populära metoden för att bestämma zetapotentialen. Numera har elektrofores den största praktiska betydelsen och många kommersiella helautomatiska instrument finns tillgängliga.

Marian Smoluchowski var den första som korrekt härledde en ekvation för att beräkna zetapotentialen från elektrokinetisk rörlighet: Här använder vi SI-systemet, i gammal litteratur användes CGS-enheter och alla ekvationer relaterade till el har en annan form.

Smoluchowski-ekvationen är fortfarande mycket populär. I detta förenklade tillvägagångssätt motverkas den elektrostatiska drivkraften av friktionskraften och de andra effekterna försummas. Endast när zetapotentialen inte är för hög och för stora kolloidala partiklar och höga jonstyrkor ger denna ekvation bra resultat.

Den ömsesidiga kappan benämns ofta som tjockleken på det elektriska dubbelskiktet så Smoluchowski-ekvationen gäller tunna dubbla lager jämfört med partikelradien. För elektrofores vid höga zetapotentialer och tjocka dubbla lager måste ytterligare bromskrafter övervägas. Kraften som utövas på partikeln av överskottet av motverkningar som rör sig i motsatt riktning kallas fördröjning.

Vidare, när partikeln rör sig tillräckligt snabbt, sammanfaller inte centrumen för partikelladdningen och det motladdade diffusa skiktet och således är den effektiva elektriska fältstyrkan som känns av partikeln lägre än den externa fältavslappningen. Noggranna differentiella ekvationer som redogör för dessa effekter har publicerats av O'Brien och White.

Dessa ekvationer leder inte till exakta analytiska uttryck för att beräkna rörlighet från zetapotential. Detta problem kan lösas numeriskt och önskad noggrannhet kan uppnås när antalet iterationer är tillräckligt högt. Kommersiella program och inte öppen källkodsprogram Mobility och Winmobil är tillgängliga från University of Melbourne.

Båda programmen använder samma algoritm, Winmobil har ett mer användarvänligt användargränssnitt för Windows. Just nu kommer du förmodligen att fråga :. Med Mobility och Winmobil kan man bara beräkna mobiliteter från zeta-potentialer som indata men det är mobilitet som kan bestämmas experimentellt. Så användaren måste välja rätt zeta-potentialvärden för att täcka hela det intressanta utbudet av mobiliteter, beräkna mobiliteter för de valda zeta-potentialerna och göra en slags kalibreringskurva.

Det sista steget är att läsa zetapotentialer som motsvarar de experimentellt bestämda mobiliteterna från denna kurva manuellt eller med hjälp av något datorprogram. Med Zeta introducerar du helt enkelt mobiliteter som indata och får zeta-potentialer som utdata, ingen kalibreringskurva är nödvändig. Denna gräns följer från giltighetsgränsen för ekvationen som först publicerades av Ohshima, H.

Colloid Interface Sci. Många kommersiella zetametrar har Smoluchowski-ekvationen inbyggd i programvaran, ofta med den elektriska tillstånds- och viskositetsdata för vatten vid 25 grader Celsius så att resultaten visas som uppenbara zeta-potentialer. I Zeta kan uppenbara zetapotentialer beräknade från Smoluchowski-ekvationen automatiskt omvandlas till mer exakta värden om så önskas.

Sist men inte minst, i motsats till ovan nämnda program, är Zeta fri programvara. Du kan inte bara ladda ner den från den här sidan utan kostnad, men du har också tillgång till hela källkoden. På så sätt vet du vad programmet du kör verkligen gör och kan ändra det för att passa dina behov bäst. Zeta kan kompileras för många olika plattformar och operativsystem, vilket ger både ett enkelt men ändå kraftfullt kommandoradsgränssnitt samt ett grafiskt användargränssnitt för Windows.

Gränssnitt för andra system kan enkelt skrivas av andra programmerare med Zeta-biblioteket. Denna sida är värd för sourceforge. Hem Zeta på sourceforge. Om zetapotential Elektrokinetiska fenomen Förflyttningen av laddade kolloidala partiklar i det elektriska fältet kallas elektrofores. Zeta-potential Skjuvplanets glidplan är en imaginär yta som skiljer det tunna vätskeskiktet som är bundet till den fasta ytan och visar elastiskt beteende från resten av vätskan som uppvisar normalt visköst beteende.

Smoluchowski-ekvation Tidigare var elektroosmos den mest populära metoden för att bestämma zetapotentialen. Tillämpningsgränsen för Smoluchowski-ekvationen Smoluchowski-ekvationen är fortfarande mycket populär. Rörlighet och Winmobil För elektrofores vid höga zetapotentialer och tjocka dubbelskikt måste ytterligare bromskrafter övervägas. Just nu kommer du förmodligen att fråga: Varför behöver vi Zeta när Mobility och Winmobil är tillgängliga?

(с) 2019 portur.top