potenziale zeta

il potenziale zeta (pz )

Una particella dispersa in un liquido generalmente presenta delle cariche elettrostatiche superficiali (per es. prodotte durante la polverizzazione) che determinano un campo elettrico responsabile della ridistribuzione degli ioni presenti nello spazio che circonda la particella. Questa distribuzione comporta un aumento della concentrazione di controioni (ioni di carica opposta a quella della particella) in prossimità della superficie. In particolare, lo strato di liquido con gli ioni che circonda la particella è composto da due zone: una interna (strato stazionario, o di Stern) con gli ioni fortemente legati alla particella carica, ed una esterna (strato diffuso, o di Gouy-Chapman), dove le interazioni sono più deboli. Le due zone, costituiscono un doppio strato elettrico intorno a ciascuna particella.
All'interno dello strato diffuso - di spessore molto maggiore rispetto allo strato di Stern - gli ioni formano strutture metastabili: quando la particella si muove nel liquido, gli ioni si muovono con essa; in particolare, quelli oltre il piano di taglio (shear plane) sostituiscono e sono continuamente sostituiti dagli ioni liberi presenti nel liquido in modo che le dimensioni del doppio strato, determinate dal potenziale zeta (v. avanti) rimangano costanti.
Il grafico a destra mostra, per una generica particella carica, la variazione del potenziale elettrico in funzione della distanza dalla sua superficie: si può vedere come questo diminuisca rapidamente all'interno dello strato stazionario, più lentamente all'interno dello strato diffuso e poi ancóra più lentamente fino ad annullarsi, per definizione, all'infinito.
In particolare, poiché la carica intrinseca sulla superficie della particella è schermata dalle cariche dello strato stazionario, le interazioni fra particelle saranno ovviamente regolate proprio dal potenziale presente alla superficie di questo strato. Immaginiamo dunque di allontanarci dalla superficie delle particella, per raggiungere, lungo la curva di potenziale in figura, il piano di taglio: il potenziale presente in questo punto prende il nome di potenziale zeta (p z) e definisce il comportamento dei sistemi dispersi, in particolare delle sospensioni.