Zetapotentiaali

Zetapotentiaali, ζ-potentiaali, on elektrokinettinen potentiaali hiukkasen ympärillä liuoksessa. Sitä ei määritellä suoraan hiukkasen pintapotentiaalina, vaan slipping planein ja fluidin elektrostaattisen ympäristön väliseksi potentiaaliksi. ζ-potentiaali kuvaa hiukkasen pinnan varausta ja siihen liittyvää elektrostaattista stabiliteettia, ja se vaikuttaa kolloidin käyttäytymiseen.

ζ-potentiaali kertoo, kuinka voimakas on sähköinen repulsio hiukkasten välillä. Suuret, ei-nollaiset |ζ|-arvot viittaavat vahvaan elektrostaattiseen stabilointiin ja estävät hiukkasten aggregoitumista, jolloin suspensio on stabiili. Pienten tai nollien ζ-arvojen yhteydessä hiukkaset voivat aggregoitua tai saostua. ζ-potentiaali on käytännöllinen mitta suspensioiden stabiilisuudesta, mutta sen tulkinta on ympäristön mukaan kontekstisidonnainen, esimerkiksi liuoksen ionivahvuuden ja pH:n vaikutuksesta.

Mittaus tapahtuu mittaamalla hiukkasen elektroforyttinen liikkuvuus (mobility). Yleisiä menetelmiä ovat laser-Doppler -värähtelytutkimus ja sähkömisenä mittaus. Yhteys μ = ε ζ / η eli ζ = μ η / ε kappaleelle muodostuu, jossa μ on mobiliteetti, η viskositeetti ja ε sen kappaleen ympäristön sähköinen permittiviteetti (ε = εr ε0). Käytössä on lisäksi Henryn malli, joka huomioi elektrolyyttivaipan pituuden paremmin.

Zetapotentiaali riippuu useista tekijöistä: pH, ionivahvuus, ioni-tyypit, pintaan adsorboituneet aineet sekä lämpötila. Se ei ole sama kuin pintapotentiaali eikä suoraan kerro kolloidin stabiilisuudesta kaikissa olosuhteissa, vaan sen tulkintaan vaikuttavat käytetyt mallit sekä ympäristöominaisuudet.