Zetapotensial

Zetapotentiaal is de elektrische potentiële grenslaag die ontstaat rondom een gepolariseerd deeltje in een elektrolytische suspensie. Het is het potentiaalverschil tussen de slipping plane, het fictieve vlak waaruit bewegen van deeltjeswater tegelijk optreedt en de bulkvloeistof, en het elektrische veld van het deeltje. Het geeft een toegankelijke maat voor de lading en stabiliteit van colloïden en emulsies, maar is niet hetzelfde als de oppervlaktepotentiaal.

Zetapotentiaal wordt meestal afgeleid uit de elektrofotogene mobiliteit van deeltjes, gemeten met elektroforetische lichtverstrooiing (ELS) of dynamische lichtverstrooiing. De relatie tussen mobiliteit en zetapotentiaal is voor vele systemen gegeven door de Smoluchowski-vergelijking: ζ = ημ/ε, waarbij η de vloeistofdikte en ε de dielektrische permittiviteit is. Bij systemen met een dikke dubbele laag kan een Henry-factor toegepast worden. De sign van ζ geeft de sign van de oppervlaktelading aan.

Zetapotentiaal is een belangrijke factor voor de colloïdale stabiliteit volgens de DLVO-theorie: hogere magnitudes van ζ leiden tot sterkere elektrostatische afstoting en minder neiging tot aggregatie. In zuiver water geldt vaak: |ζ| > ~30 mV duidt op relatief stabiele systemen; waarden dichtbij nul wijzen op remmende afstoting en mogelijk flocculatie. Sterische stabilisatie (bijvoorbeeld door polymeren) kan stabiliteit ook onafhankelijk van ζ geven.

Factoren die zetapotentiaal beïnvloeden zijn onder meer pH, ionensterkte en soort ionen in oplossing, aanwezigheid van oppervlakte-adsorptiemiddelen zoals zouten, polymeren of oppervlakteactieve stoffen, temperatuur en de aard van het medium. Zetapotentiaal is thus een karakteristieke maar omgevingsafhankelijke maat voor de stabiliteit van suspensies en emulsies.